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太陽多久能變成白矮星

生活 更新时间:2024-10-01 16:12:56

恒星,單從名字來看它似乎象征着永恒,但是實際上大部分恒星也是有壽命的,并且與宇宙當中最長壽的紅矮星相比,它們的壽命算是非常的短暫了。牽引着太陽系,給予地球光和熱的太陽也是如此。

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據估算,太陽的壽命大約隻剩下50億年了,50億年後,它可能會膨脹成紅巨星,擴大後的體積足以吞噬地球。屆時,地球也不再處在宜居帶當中,人類引以為傲的文明也會在其影響之下灰飛煙滅,所以說留給人類的時間不多了。那麼太陽為什麼會衰老?它的一生又會是怎樣的呢?

太陽的一生

人類總會用這樣的話安慰自己,“不要懼怕困難,沒有過不去的坎,畢竟太陽明天依舊照常升起”。但是科學家們通過常年的研究之後發現,恒星并不會永恒存在,它們也會衰老,那時失去太陽的地球将會處在進退兩難的境界。

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“進”意味着我們的科技十分發達,能夠找到地球的替代品,并且将人類都帶到那裡繼續生活。“退”意味着宜居行星尚未找到,我們隻能像流浪地球裡一樣,拖着地球“逃亡”,直到抵達可以完美替代太陽的恒星附近。

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大家都知道,太陽之所以可以持續地發光發熱,是因為其内部一直在進行“核聚變”。按照光譜來說,太陽是一顆黃矮星,這種恒星的壽命為100億年左右。而科學家推斷,太陽目前的年齡大約是45.7億歲,這就意味着50多億年之後,太陽将會衰老。

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待到那時,其内部的核聚變将會把所含的氫元素消耗殆盡,繼而使氦元素繼續進行核聚變。這種情況下中心部分就會發生坍縮,溫度也會持續上升,這時的太陽就像是一個膨脹的氣球,其範圍将吞噬水星、金星,如果持續膨脹下去,地球也難逃一死。科學家們也将這一階段的太陽,稱之為紅巨星。

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并且,不要抱有“萬一”的想法,即使太陽最終的體積不足以吞噬地球,突然地靠近也會使地球的溫度迅速升高,最終變成和金星一樣的“煉獄”。很明顯,那時的人類也不能在這樣的地球上繼續生存了。

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紅巨星或許會演變成紅超巨星,也可能在将内部的元素徹底轉化為碳、氧、氖以後,密度逐漸增大,變成白矮星。這個過程非常的漫長,會經曆無數次反彈,在無數次的反彈收縮之下,最終徹底淪為白矮星

一顆緻密的白矮星,密度達1噸/立方厘米,(太陽的密度為1克/立方厘米), 這相當于一個乒乓球體内充滿着幾百噸物質。白矮星的巨大引力,最終幾乎吸收掉整個紅巨星的物質。

根據推測,白矮星并不是太陽最終的歸宿,因為它在後續會逐漸暗淡,最終變成了一顆黑矮星。黑矮星是不會發光的,所以屆時太陽将會徹底從人類的視野中消失,不過待到那時,人類可能早就已經滅絕很久了。

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可見,太陽的衰老以及對地球的威脅是真實存在的。那麼假如我們的文明真的延續到了那時,需要直面這場滅頂之災時,人類又該怎麼做呢?無疑是星際移民,而“新太陽”的選擇是最重要的,因此紅矮星才是我們最後的希望。

紅矮星的優勢

在探讨紅矮星憑什麼成為人類最後的希望之前,我們先來了解一下它到底是什麼。紅矮星的質量比較小,一般不會超過太陽的一半且是木星質量的105倍以上。它的顔色偏紅,但是表面的溫度卻不高大概隻有2500到5000K。

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紅矮星也是恒星的一個種類,但是卻和大部分處于主序星階段的恒星表現出了明顯的差異。因為表面的溫度和本身的質量都很小,所以釋放出來的光和熱也比太陽要小得多,一些時間甚至比不上太陽光度的千分之一。

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而正是因為如此,紅矮星特别的長壽,許多專家推測紅矮星的壽命可以達到10萬億年,完美地诠釋了隻要核聚變反應足夠弱,消耗的質量足夠小,就能“笑到最後”。

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那麼為什麼這樣不顯眼的紅矮星,卻會成為人類最後的希望,換句話說絕大多數科學家都認為它是太陽最好的替代品。這就與上文當中我們叙述的相關特質有着密切的關系了,這些特質正是紅矮星的優勢所在。

微弱的光度和能量使得它的附近存在着“宜居帶”,要知道質量越大的恒星,其星系内部的結構也會愈加穩定,所以人類想要“插足”其中是很難的。不過紅矮星就不同了,它不僅數量極多,占恒星總量的70%,周圍的區域也更容易産生我們苦苦追尋的宜居帶。

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宜居帶内可能存在着一些天體,它們有着這樣“得天獨厚”的條件,是能夠成為下一個地球的,那麼人類隻需要搬家就可以了。即使宜居帶的附近沒有星球,我們也可以像電影當中描述的一樣,推着地球抵達那裡。如果可以這樣,那麼地球将會重新恢複生機。

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并且,紅矮星漫長的壽命使得我們不用再頻繁的遷移,畢竟人類應該沒有機會比它“存活”的時間還要長了。綜上所述,紅矮星的能量小、壽命長都成為了它的競争優勢,而且數量衆多使得我們可以有更多的選擇。

星際移民依舊很艱難

紅矮星雖然具備諸多的優勢,并且對于人類而言是一個替代太陽的最優選擇。但是“人類遷移”無疑是一個巨大的計劃,要對多種條件進行仔細的甄别。其中最需克服的就是“距離”的問題,我們常說“進一步怕逾距,退一步怕錯過”,紅矮星附近的天體怕是對這點深有感觸,為什麼這麼說呢?

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以月球為例,我們都知道當質量較小的天體靠近遠遠大于自己的恒星時,都會被“潮汐鎖定”。月球這麼多年以來,都處在被地球鎖定的狀态下,這也是為什麼人類賞月隻能看見月亮正面的原因。

紅矮星的質量雖然比太陽差了很多,但是對距離較近的鎖定效應還是很強的。這時一定有人問,那我們離它遠點不就好了?這樣的話問題不就完美解決了嗎?确實,按照鎖定的機制來看,隻要距離夠遠,那麼就不會被鎖定,但是大家顯然忽略了紅矮星的另一個特質。

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那就是其發出的光是比較微弱的,釋放出的能量也會少一些。如果人類為了避免潮汐鎖定,将遷移目的地定在距離較遠的星球上,那麼能夠接受到的能量也是微乎其微的。這樣,這顆星球就不能被稱為宜居星球,畢竟超低的熱量會使星球上的液态水都凝結成冰,氣溫也會很低,這樣的情況人類顯然是無法居住的。

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所以,為了解決這一問題,我們要将和紅矮星之間的“距離”保持在完美。這個完美指的是,該星球既不會因為離的太遠被冰凍,也不會因為離的太近被鎖定。不了解相關知識的人可能覺得,好像被潮汐鎖定也沒事,畢竟月球這麼多年好像也沒發生什麼“意外”。

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可是要知道,地球是不會像紅矮星那樣釋放能量的,因此即使鎖定了,對于月球的環境影響也不大。紅矮星釋放的能量雖然很小,但是被鎖定就意味着該星球會在長年累月當中都以一面對着紅矮星,另一面則永遠處在寒冷和黑暗當中。這樣一面被“炙烤”一面被“冷凍”的情況,實在是不符合人類對移居星球的定義。

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可見,即使發現了合适的紅矮星,我們也要考慮以上這些影響因素。如果距離有一丁點計算失誤,那麼拖家帶口的人類即使抵達了那裡,也會在惡劣的環境之下滅絕。所以說,地球的形成往往被譽為是“造物的奇迹”,因為它的位置和構造都太完美了,我們很難再尋覓到一模一樣的替代品。

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個子小脾氣卻不小

太陽作為太陽系當中的絕對主宰,有任何輕微的變化對地球來說影響都是很大的。比如說太陽的耀斑爆發,對于地球的影響就遍及許多方面,比如說人體的疾病感染率、莊稼的收成等等。

紅矮星就不一樣了,它們的脾氣并不穩定,雖然大部分時間處在比較正常的狀态,釋放的能量也不會有太大的波動。但是“暴脾氣”往往說來就來,根本不會給人類準備時間。當它的耀斑爆發時,亮度會出現明顯的增加,也會釋放出更多的能量。

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并且由于太陽的質量和體積很大,所以耀斑出現的範圍不會特别的大。個子小的紅矮星本來體格就不大,一旦耀斑爆發那麼範圍就會大得多。而這上面的粒子在大規模的作用之下,會制造超強的磁場,與本來的磁感線交織。不斷作用之下,能量會積聚于天體的外層,從而釋放出來大量的紫外線、伽馬射線等等。

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所以說,如何提防紅矮星發脾氣,也是人類需要注意的事情。不然待它氣勢洶洶地開始釋放能量時,我們仍然有被變成“燒烤”的可能性,畢竟那時宜居帶就不再宜居了,類似于突然把地球放在了如今水星的位置上。

移居面對的其它困難

上文當中,為大家介紹了紅矮星的相關特質,也說明了它為何可以成為人類最後的希望。确實,随着越來越多符合人類要求的紅矮星被發現,似乎給了我們一種可以“移居”的底氣。畢竟目的地都已經選好了,隻要能夠安全抵達不就好了嗎?

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可是,以人類的科技來看,想在太陽垂垂老矣“禍害”太陽系之時,将人類送到新的移居星球上又談何容易呢?毫不誇張地說,對我們而言最難的就是安全抵達了。

首先,如今人類的飛船實在是太慢了。如果我們駕駛着這樣的“老爺車”,别提前往宜居的紅矮星附近了,想在有限的壽命當中飛出太陽系都絕無可能。畢竟當時間的尺度上升到宇宙時,星球之間漫長的距離就成為了“壓死人類的最後一根稻草”。

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其次,我們要如何确定自己的定位“萬無一失”呢?大家都知道,光速即使是宇宙當中最快的速度,傳遞也需要一定的時間,這就代表我們發現的那顆紅矮星是它過去的“模樣”。即使它的壽命能夠熬過滄海桑田的變化,但是宇宙當中的意外可是很多的。

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萬一它與其他天體發生了摩擦或者是碰撞,那麼人類對距離數值的計算将毫無作用,待到抵達時才發現它變了,人類還會有糾正錯誤重來的機會嗎?

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