50亿年后太阳或毁灭,人类该阻止还是逃离?最新研究给出答案

2021-12-13 10:59  互联网

有很多司空见惯的东西,只有某一天失去的时候才会意识到它的存在。清晨一缕阳光射入窗内,唤醒沉睡的人们;下午建筑工地的工人们在顶着烈日工作;黄昏最后一缕阳光还在时,留下一抹灿烂的晚霞。太阳已经陪伴了地球上的生命几亿年,但是它会永远的陪伴下去吗?答案是否定的。

太阳“007的工作日常”

太阳只是银河系中一颗普通的行星,是热等离子体与磁场交织的一个理想球体,它质量的大约3/4都是氢。那么太阳到底是如何工作才能产生源源不断的能量呢?可以说太阳是一周工作七天,每天24个小时,比程序员还累。当然这只是打个比方。核聚变是太阳能力的来源,如下三种:

  1. 两个氢原子核聚变成一个氘原子核,同时放出一个正电子,一个高能光子;
  2. 两个氘原子核聚变成一个氦三原子核,同时放出一个中子,一个高能光子;
  3. 两个氦三原子核聚变成一个氦原子核,同时放出两个质子,一个高能光子。

想象中的核聚变

可以看作八个氢原子核聚变成一个氦原子核,放出两个质子,两个中子,两个正电子,七个高能光子,净合四个氢原子核聚变成一个氦原子核。核聚变发生在太阳的核心,那由于引力作用具有极高的温度和压力。

核聚变

太阳的核聚变可控是因为太阳的压强是由温度提供的(主要是气压),而太阳核聚变的速率受温度和密度的影响,温度越高,密度越高核聚变速率越快。当太阳核聚变速率过快时,内核温度升高,压力超过引力而膨胀,导致核聚变减缓。同理,太阳核聚变速率过低时,压力不足发生引力坍缩,导致温度和密度提高,核聚变加快。这样就形成一个负反馈调节。

太阳也会耗尽,并非耸人听闻

宇宙中的恒星也是有“生命”的,当恒星进入生命末期时就可能产生超新星爆发,将其外层物质全部抛射到宇宙空间中,有些恒星的结局是演化成黑洞,这些过程应该说是宇宙中的周期律,数十亿年来都是这样演化发展的。

在著名科幻电影《流浪地球》中,就是因为太阳变成了一颗红巨星,人类不得不进行迁徙,把地球移动走,离开太阳系。电影里的场景,也许有一天真会来临。到目前为止,太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量,太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。

太阳的生命归宿

太阳没有足够的质量爆发成为超新星,替代的是,在约50亿年后它将进入红巨星的阶段,从外部看,太阳将如新星般突然增亮5~10个星等(相比于此前的“红巨星”阶段),接着体积大幅度缩小,变得比原先的红巨星暗淡得多(但仍将比现在的太阳亮),直到核心的碳逐步累积,再次进入核心收缩、外层膨胀阶段。这就是渐近巨星分支阶段。当然以上都是理论上的预测。

地球命运不确定,看未来科技发展

地球的命运是不确定的,当太阳成为红巨星时,其半径大约会是现在的200倍,表面可能将膨胀至地球现在的轨道。然而,当太阳成为渐近巨星分支的恒星时,由于恒星风的作用,它大约已经流失30%的质量,所以地球的轨道会向外移动。如果只是这样,地球或许可以幸免,只是我们到时候不会再看到熟悉的红日挂在天空,我们还必须寻找新的能源产生方式。

地球毁灭想象图

但新的研究认为地球可能会因为潮汐的相互作用而被太阳吞噬掉。但即使地球能逃脱被太阳焚毁的命运,地球上的水仍然都会沸腾,大部分的气体都会逃逸入太空。这对于生命来说就是灭顶之灾了,除非在那时科技已经发展到星际穿越,我们大可以弃掉太阳系,去茫茫宇宙中寻找第二个家。我想,这也是人类探索宇宙、寻找地外生命的原因之一吧。

也有科学家认为我们可能有办法将太阳“起死回生”,目前太阳发生核聚变的核心占太阳总体积的2%左右,而在太阳分层结构中有一个称为对流层的结构,这里便是太阳能“永葆生机”的关键部位。如果我们能将对流区域直接连通到太阳核心位置,那么就可以有效地利用太阳上大量的氢。当然这需要超出我们想象范畴的科技实力!

结语

在自然面前,人类跟地球上所有生命一样都是脆弱的,哪怕强大如现代顶尖科技。地球历史上发生过五次生物大灭绝,但是生命依然延续了下来,生生不息,你方唱罢我登场。小说《三体》里就描绘了太阳系被完全二维化,所以三维实物无一幸免,只有两个人坐飞船飞离了太阳系。

现在考虑50亿年后的事情,也为时过早了,而是科学家该做的。我们在面对“太阳终将离去”时,大可放宽心,有生之年定会安然无恙。我们热爱生活,珍惜生命,过好每一天,善待亲人朋友,无愧于心就好。

对于一些终会发生而又难以避免的坏事,一笑了之吧,毕竟开心最重要!人生不可能总是顺心如意,但持续朝着阳光走,影子就会躲在后面。刺眼,却是对的方向,我想这才是太阳教会我们最重要的吧!你说呢?

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参考资料:1.维基百科

2.知乎作者:gyroscope