文|科學蟲洞
“萬物生長靠太陽”,小到地球上的每個生物個體,大到廣袤的太陽系,太陽都占據着舉足輕重的地位。
太陽是太陽系中質量最高的天體,占據整個太陽系總質量的99.86%。這顆恒星源源不斷地發出光和熱,至今已有45.7億歲。
那麼,如果有一天太陽死去,地球會發生什麼變化,人類會經曆什麼?
太陽是銀河系千億顆恒星中的一員,也是太陽系的中心天體。地球和其他行星圍繞着它公轉,從它那裡獲得光芒和熱量。
太陽将氫元素通過核聚變的方式,轉化為氦元素來産生能量,同時将氦持續往中心堆積,這是一個将質量轉換為能量的過程。
得益于太陽的光芒,地球有了适宜的溫度和環境,生命欣欣向榮。但必須承認的是,太陽雖然賦予人類寶藏,但也威脅着人類的生存。
太陽是一顆恒星,我們可以将其視為一個生命。因為它從誕生在宇宙中起,就開始長大、變老。
人類過了青年時期,身體會随着歲數增長而虛弱無力;太陽卻完全相反,随着歲數增加,它爆發出來的能量更多。
質量越大的恒星,其壽命就越短。太陽的總質量約為1.9891*10^30kg,科學家認為,它的壽命是100億年左右。
如今太陽45.7億歲,壽命還未過半,此時它處于主序星階段。度過這個階段後,由于沒有足夠的質量爆發超新星,年邁的太陽會進入紅巨星階段。
此時氫全部耗光,太陽内部會點燃氦元素的核聚變。太陽花100億年時間用光氫元素,但燃燒氦隻能維持大約1年的時間。
氦聚變導緻太陽内部收縮、外部膨脹,當差值達到無法承受的地步,太陽的生命便會引來最後的演化——坍塌,最終形成一顆白矮星。
在紅巨星階段,太陽會變得異常巨大,引力會由于質量的減少而削弱。此時,火星等行星會往外移,水星、金星則被其無情吞噬。
地球會被膨脹的太陽吞噬嗎?研究發現,地球和太陽也存在潮汐力,因此它會被太陽的外氣層吞噬。不過,還有更糟糕的消息。
太陽的壽命還有50億年,對于人類來說是個漫長的數字,但遺憾的是,我們可能等不到太陽“壽終正寝”的那一天。
科學家發現,太陽留給人類的時間,隻剩10億年。在主序星階段,太陽系的宜居帶就會出現巨變。
天文學家估計,宜居帶将在大約10億年後擴展超過地球軌道。
到那時,地球表面溫度大增,海洋會被蒸發,水裡的氫被太陽輻射吹走,最終地球被熔化。
研究告訴我們,太陽是在持續變亮的,誕生初期的太陽,比現在黯淡20%-30%。
對其他恒星的研究和理論模型顯示,類似太陽恒星在誕生之初,比現在太陽的可見光波段黯淡20%至30%。
40多億年前的年輕太陽也是如此,當時的它沒有現在那麼熾熱,輻射強度約為現在的70%。
随着時間流逝,每10億年過去,太陽的亮度都會提高10%。
如今太陽45億多歲,人類還能好好活在地球上,可再過10億年呢?
俄羅斯國家航天集團公司,在油管上發布了一則視頻,名為《地球何時燒毀》。
該視頻告訴我們,太陽的熱量将在多少年後達到地球承受不了的程度。
俄羅斯科學院教授、莫斯科國立大學國家天文研究所科學家,謝爾蓋·波波夫指出:“從宇宙的角度來看,我們至少會有十億年的曆史。”
10億年後,太陽會産生更多的能量,亮度增強,鄰近太陽的行星首當其沖,表層被熔化。
受到太陽變亮、變熱的影響,地球溫度也會攀升。到那時,它便不再處于太陽系的宜居帶内。
地球溫度升高就像倒下的多米諾骨牌,引發一系列負面現象和惡性循環,海洋沸騰、海水蒸發,最終讓如今的“水球”成為荒漠。
到那時,地球還沒毀滅,但地球上的生命,包括人類,就岌岌可危了。
好在,人類永遠不會坐以待斃。當初我們的祖先從樹上走下來,演變成直立行走;如今的人類,也在積極發展航天科技,在保護地球家園的同時,尋找宜居星球。
前文提到“年輕太陽黯淡”,涉及到天文學一個知名的悖論:黯淡太陽悖論。
按照新生太陽輻射強度較低的說法,年輕地球氣溫低至零下,應該是完全凍結的,不可能有液态水,也不會形成生命。
可事實上,早期地球并不寒冷,而且有液态水存在,還出現了生命。黯淡太陽和地球液态水之間的相悖,這就是黯淡太陽悖論。
卡爾·薩根
如何解釋這個悖論?其中一個猜測是,早期地球的溫室效應。
那麼,溫室氣體從哪來的?最開始很多人認為,早期地球十分活躍,火山噴發等地質活動噴發出大量溫室氣體,包括二氧化碳、甲烷等等。
溫室氣體引發的溫室效應,讓早期地球在黯淡太陽的輻射下,不至于太寒冷。
除此之外,還有科學家提出了“原始小行星撞擊說”。
早期地球持續遭受着原始小行星的沖擊,這給它帶來了毀滅性的環境,但這些壞處是短暫的。
在不斷的撞擊下,大量岩石融化形成岩漿湖,釋放出溫室氣體以及生命的重要組成成分“硫”,給地球保溫。
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