极光为什么大多是绿色的？《张朝阳的物理课》从核聚变畅聊到黑洞

太阳的能源来自哪里？地球两极为什么会出现极光？中微子具有质量吗？5月17日，搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳与清华大学物理系教授、CUSPEA学者、哈佛物理博士楼宇庆共同出席2023搜狐科技峰会。作为峰会压轴环节，张朝阳与楼宇庆从核聚变聊到了太阳的能量来源，再从太阳风聊到了极光的颜色，最后介绍了中微子的质量与黑洞的形成，为网友带来了一场特别版《张朝阳的物理课》。

楼宇庆教授与张朝阳都曾是李政道奖学金(CUSPEA项目)的获得者，两人也都用各自的方式在大众层面积极推动物理知识的普适化。楼宇庆教授在前沿太阳物理、空间物理和天体物理的广泛研究领域内取得了若干具有重要意义的学术成果，多年来身体力行，积极参与多种讲座交流和科普教育活动。张朝阳则称自己“在信息互联网领域游荡了很多年之后，重拾少年时期的物理”，近年来他通过一百余期《张朝阳的物理课》，开启了“科学知识直播”新流行，让物理成为一种新风尚。

本次《张朝阳的物理课》的议题内容经过精心设置，延续了以往物理课有趣、专业的议题特点，把看似高冷、神秘的物理知识拉到网友面前。

对话由太阳能量从何而来开启。张朝阳与楼宇庆介绍说，太阳的能量来源是核聚变。早在十九世纪，亥姆霍兹就曾研究过太阳的能量来源，他假设太阳的能量来源于形成过程中释放的引力势能。可是据此计算得到的太阳寿命只有几千万年。后来，人们意识到核聚变才是恒星持续发光发热的主要原因。张朝阳补充道，根据太阳内部温度可以估算出太阳核心处的氢核运动速度，由此可以发现在经典层面上氢核之间不可能突破库仑势垒聚变在一起。太阳内部的聚变能够发生在很大程度上得益于量子隧穿效应。说到核聚变，张朝阳还介绍了怎么根据质量亏损并借助质能关系得到释放出来的能量大小。

谈到太阳发光发热，那就不可避免地会聊到太阳风。楼宇庆介绍说，太阳风主要由电子、质子、α粒子等组成，以每秒几百公里甚至上千公里的速度吹向地球。张朝阳则介绍了太阳风产生极光的成因：太阳风中的带电粒子在遇到地磁场之后大多会绕着磁力线螺旋前进，最终到达北极或者南极，这些带电高能粒子会让空气中的原子、分子跳跃到高能态，当这些原子、分子从高能态回到低能态时就会释放出光子，这就是极光的微观成因。

此外，两人还解释了极光为什么大多是绿色的，并解释称是因为当入射粒子能量不是很大时，氧原子最容易被激发，而其中相关的两个能级对应的光就是绿光。当入射粒子的能量比较大时，氮原子会被激发，从而发出蓝光，有时候也会发出红光。

介绍完太阳风和极光，两人又将话题转向中微子。中微子最先是为了解释β衰变的能量、动量守恒而被提出来的，但是因为中微子与其他粒子的相互作用很弱，这导致它在很久之后才被实验直接探测到。期间，张朝阳还好奇暗物质会不会是中微子，楼宇庆解释说，有很多人考虑过这个情况，不过这个设想差不多已经被实验所否定了。最后，两人还简单介绍了黑洞的形成，并简单探讨了一下地外文明存在的可能性。

正如张朝阳在本届科技峰会开场致辞中所说：“近些年来大众传媒对于科技领域进展的充分传播，激发了下一代年轻人对科学方面浓厚的兴趣”，作为科技行业变革的观察者和记录者，搜狐科技峰会历经五载，始终以媒体公共责任为核心，关注前沿科学和技术的应用创新。峰会从去年开始加重科学探索的内容比重。

而重拾对科学的兴趣，也是张朝阳个人一年半以来的亲历。迄今已直播一百余期的《张朝阳的物理课》采用新媒体形式，内容大都从自然界的现象出发，引出基本物理概念，推导基本理论，研算现象后面的根本原因，达到本质的理解。课程中使用较多数学推导展示物理与数学的不可分割，也能帮助读者提升数学水平。《张朝阳的物理课》集合了张朝阳对基础物理的学习、研究、教学、传播多个元素，近一年多来不仅在学术圈引起了广泛关注，也获得了观众的极大兴趣。

也正因此，本届搜狐科技峰会引入《张朝阳的物理课》作为现场特别环节，带领现场观众与网友一起奔赴物理学的魅力。#张朝阳楼宇庆探讨极光颜色不同的原因#等相关讨论内容更在微博引发网友热议。有网友表示这段关于极光颜色深入浅出的解释，有助于让人们更好地理解自然界中诸多神秘现象背后的科学机理。

2023搜狐峰会嘉宾规格和活动内容再迎突破，多位院士、科学家和头部企业嘉宾齐聚。而张朝阳对话楼宇庆开启的这一特别版《张朝阳的物理课》，既为峰会带来一次高水准高质量思想碰撞，也是一场对物理科研精神的深远传承。