太阳是固态、液态还是气态？科学家：都不是，太阳是另一种状态

如果有人问起，太阳是固态、液态还是气态？相信有不少人会认为，太阳应该是气态的，毕竟构成太阳的物质主要是氢和氦，而据我们所知，氢和氦通常都是以气体的形式存在的。然而这个答案却是错误的，科学家告诉我们，无论是固态、液态还是气态，太阳都不是，实际上，太阳是另一种状态——等离子态。

为了方便理解，我们不妨用水这种常见的物质来举例说明，我们都知道，水的状态与温度密切相关，在低温环境中，水表现为固态，温度较高时，水则表现为液态，而当温度上升到一定的程度，水就会表现为气态。

从微观层面来看，水的温度其实就是大量水分子的热运动的激烈程度，这可以理解为水分子平均动能的大小，在低温环境中，水分子的平均动能很小，所以水分子之间的作用力占据了上风，在这种情况下，水分子基本上就只能在固定位置振动，因此表现为固态。

当温度较高时，水分子的平均动能也会增加，所以它们的“活动范围”就更大，可以相对自由地移动或旋转，但由于水分子之间的作用力在这种状态下依然不可小觑，它们仍然会明显受到周围其他水分子的影响，因此它们此时就表现为液态。

而当温度上升到一定的程度时，水分子的平均动能就完全占据了上风，而分子间作用力则变得很弱，水分子的“活动范围”也因此变得很大，此时水分子的热运动就会变得快速、混乱和无序，没有稳定的相对位置，进而在整体上表现为气态。

水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成，它们通过一种被称为“共价键”的化学键结构在一起，当温度进一步升高时，水分子内部的“共价键”就会被破坏，这一过程也被称为“离解”，在“离解”发生之后，水分子就不复存在，代替它们的则是以氢原子和氧原子构成的原子气体。

正如我们所知，原子也是有内部构造的，简单来讲就是原子是由原子核以及围绕着原子核运动的电子构成，而电子之所以会被束缚在原子核周围，一个重要的原因就是原子核带正电荷，电子则带负电荷，它们会互相吸引。

当温度上升到足够高的时候，原子内部的电子就会拥有足够高的动能，进而摆脱原子核的束缚，这一过程也被称为“电离”（即电子离开原子核）。

在“电离”发生之后，物质就会变成由带正电荷的原子核以及带负电荷的电子构成的一团“浆糊”，由于它们中的正负电荷在整体上是相等的，因此这种物质状态就被称为“等离子态”。

由此可见，如果我们给水不断地加温，那么随着温度的不断上升，当温度达到一定程度时，我们就会得到一团等离子态的物质。水是如此，其他的物质也是如此，只要温度足够高，它们同样也会变成离子态。

根据科学家的估算，太阳核心的温度高达1500万℃，而即使是太阳的表面，其温度也可以达到5500℃左右，在如此高的温度下，太阳上的绝大多数物质都早已被“电离”，并以等离子态存在。

为什么要说“绝大多数”呢？这是因为在太阳表面温度相对较低的区域，仍然有一些物质以气态存在，不过这些物质只占太阳物质总量的极少一部分，也就是说，构成太阳的物质几乎全是等离子态物质。

需要注意的是，虽然等离子态物质与气态物质有一些相似之处，比如说都具有扩散性、流动性和可压缩性等，但它们却存在着很大的区别。

比如说气体中大量存在着稳定的原子或分子结构，而等离子体中则主要由带电离子或自由电子构成，因此等离子体的电荷密度比气体高出很多，与气体相比，它们具备更高的电导率和热导率，还具备与电磁场耦合的性质，可以被外部电磁场所操控。

所以等离子态也被科学家称为除“固”、“液”、“气”之外的“物质存在的第四态”，因此可以说，从整体上来讲，太阳既不是固态、也不是液态和气态，而是等离子态。

顺便讲一下，尽管等离子态物质在我们的日常生活并不常见，但在宇宙中，它们的分布却异常广泛，一个简单的例子就是，我们太阳系有大约99.86%的质量都集中在太阳上，而太阳上的物质却几乎全是等离子态。

另一方面来讲，高温并不是形成等离子态物质的唯一条件，在宇宙之中，高能宇宙射线和恒星风、强电磁场、伽玛射线等等因素都可以使物质发生“电离”，进而变成等离子态，它们会广泛存在于恒星、星系、星云以及各种星际介质之中。

根据科学家的估算，可观测宇宙中的普通物质（宇宙中除了“暗能量”和“暗物质”之外的物质）有99%以上都是等离子态，所以从宇宙层面来讲，等离子态才是物质的常态，相比之下，我们常见的固态、液态和气态物质才是“罕见”的，是的，宇宙就是这么奇妙，你觉得呢？