【科普】太陽終將消逝,那它「熄滅」后,人類又要多久才能感知到呢

天空之城 2023/02/04 檢舉 我要評論

2021年英國《快報》指出,科學家預測了太陽的壽命, 認為它還能再活50億年,50億年之后它將會走向消亡。

當然,這些年預測太陽壽命的新聞早已屢見不鮮,因為太陽對于地球和人類來說有著不可替代的意義。那麼,太陽真的會消亡嗎?如果太陽「熄滅」,人類又要多久才能感知到呢?

太陽終將死亡

人們常常會用「一切都會過去,太陽終將升起」這句話來安慰自己,不難看出在大家心中太陽是永恒存在的,即使人類文明隕落,太陽依舊存在。但事實上,在宇宙基本法則之下,萬事萬物都是有始有終的,太陽自然也是這樣。

正因如此,別看它現在活力四射,在年初還爆發了幾次X級耀斑,但等到幾十億年以后,就會進入衰老期了。因為太陽能夠發光發熱,本質上是以內部的物質消耗為代價的。

根據資料來看, 太陽的內部物質以氫為主,其占比大約為73%,剩下的25%則是氦元素。除了以上這兩種占據大頭的元素以外,剩下的重元素分別有碳、氖、鐵之類的,僅占2%左右,沒什麼存在感。

太陽內部的物質以氫和氦為主,它們以等離子態的形式存在

正是因為擁有大量的氫元素,太陽的核心每分每秒都在進行核聚變反應,讓氫原子融合成氦,然后將質量轉化為能量。這種核反應的功率超乎我們想象, 每秒鐘都能達到426萬噸,消耗掉這些質量之后它就能釋放出大約3846×1026瓦的能量。

太陽核心一直在進行核聚變,以此來產生能量

毫不夸張的說,太陽就像是一個巨大的發電機,無時無刻都在運轉。但問題是,這台發電機的原料是有限的,它內部的氫元素遲早會被消耗完,到了那時太陽就會步入衰老期,最終徹底「沉寂」。

從目前太陽的年齡來說,50億年這個預測確實比較貼合現實。那麼,如果人類真的能熬到太陽衰老的那一天,它「熄滅」后,我們需要多久才能感受到呢?

如果太陽熄滅了,人類會有感覺嗎?

「熄滅」后多久才能感知到?

相信大部分人都會說8分鐘左右,因為結合太陽與地球之間的距離,再加上光的傳播速度,就能推導出這個時間。并且霍金曾在自己的《時間簡史》當中也寫過, 假如太陽熄滅,人類需要八分鐘才能知道。

但實際上,這種說法比較片面,或者說它忽視了太陽熄滅是一個漫長的過程,只關注到光的傳播。堅持8分鐘的人認為太陽熄滅就和我們在地球上關燈一樣,到了那個節點它就會熄滅,再結合光在宇宙中傳播的時間,地球就會在8分鐘后陷入黑暗。再等待一段時間以后,太陽系的各個角落都將被黑暗覆蓋。

太陽熄滅并不像關燈一樣是立即發生的

可問題是,太陽「熄滅」根本就不是瞬間就能完成的,因此又出現了一個 「10000年熄滅」說

咱們在上文中介紹太陽核聚變的時候提到,當其氫原子燃燒殆盡之后就會步入衰老期,不少人就理所當然的認為氫原子沒了,接下來太陽就直接「熄火」了。

事實上, 當氫原子燃燒殆盡以后,還會繼續利用剩下的氦元素繼續進行核反應。只不過此時的核反應強度對比之前就差得遠了,并且在此時太陽向外的膨脹力就會受到影響,處于劣勢階段,向內擠壓的引力則會占據上風。

氫原子被消耗殆盡以后,太陽還會利用氦原子繼續進行核反應

正因如此, 太陽會出現向內塌縮的狀況,內核被壓縮的更小,內部受壓力的影響核反應會變強。其外部也會開始膨脹,不斷向外吞噬行星。率先倒霉的就是水星,最終可能會輪到地球。因為根據目前的預算來看,太陽的半徑可能會擴張到今天的 200倍左右。那時,地球就從宜居帶正式進入太陽的絕對領域了。

然而,膨脹的紅巨星并非太陽壽命的終點,接下來 它外部的氣體將會逃逸,最終只留下緊實的核心。此時,太陽才算是來到了人生的最后一程,變成一顆黯淡的白矮星。

太陽一生的終點是成為一顆白矮星

當然,需要注意的是即使是這一刻,太陽也不算是完全失去了光芒,只是說光比較弱而已。

綜上所述,太陽「熄滅」這件事本質上并不是一個即刻產生的結果,而是一個漫長的過程。在這種情況下,人類想要感知到它不斷變得虛弱,肯定也需要漫長的時間,所以10000年還是比較合適的,甚至說可能會更久。畢竟對于一生有一百多億年的太陽來說,區區萬年的變化算不上什麼。

太陽的變化往往是以億年為單位的,因此熄滅的過程也尤為漫長

那麼,當太陽不斷衰老,光芒越來越弱的時候,地球將會變成什麼樣子呢?到了那時,人類能做些什麼?

太陽的衰老將會給地球帶來什麼影響?

從太陽衰老的過程來看,屆時的地球需要擔心的并不是失去太陽光,而是 如何躲避強烈的太陽光。因為雖然在理論上,太陽進入紅巨星階段后釋放的能量變少了,但隨之而來的是其體積的變大,它邊界的不斷延伸意味著太陽和地球之間的距離將變得越來越近。

太陽衰老的過程中,會變為紅巨星炙烤地球甚至吞噬地球

那樣的話,我們就等于天天生活在一個巨大的火爐旁邊了。地球上的海洋會在熱量的蒸騰作用下,慢慢地消失。同樣的,各種植物也會因為干旱而死。

人類雖然非常耐熱,但依舊會因為太陽的逼近感到不適,無法繼續正常生存,所以此時就得搬家了。

當然有人可能會說,那我們能不能先搬離地球,到更遠一點的行星上居住,等到時機成熟再回來。事實上, 當太陽開始衰老的時候,整個太陽系就已經變得不適合居住了

當太陽開始衰老,整個太陽系就已經不適合居住了

太陽如今能將各大行星固定在一個位置上,是因為它的質量足夠大,引力足夠強。而到了那時,丟失了太多質量的太陽應該就無力控制局面了,那些本來被牢牢拉扯住的天體將會脫離軌道,整個太陽系都可能會亂成一鍋粥。

太陽質量變小引力會受到影響,這會導致太陽系陷入混亂

若是地球在這個過程中不會被太陽的邊緣吞噬,也不會被其他行星撞上,依舊能夠維持原狀的話,它或許還可以「存活」。

只不過當太陽系失去引力控制以后,地球就真的要開始「流浪」了,可能會像一顆鉛球一樣飛出去,然后在途中被其他的恒星捕獲或者被藏匿在深處的黑洞吞噬。在這個過程中,它的表面將會發生難以想象的變化,人類自然也不能在地表上再生存了。

地球脫離太陽引力限制以后,可能會在流浪過程中被黑洞吞噬

所以,人們常常預測太陽的壽命,其實是在為未來打算,因為 一旦它有朝著紅巨星發展的苗頭,人類就應該部署「搬家」計劃了。

不過,從目前人類破壞地球的程度來看,或許不用等待太陽衰老吞噬或者烤干地球,我們就可以先將自己的文明終結了。用短短幾百萬年的歷史,去猜測幾十億年以后會發生的事情,似乎真的有些杞人憂天。

可能在太陽毀滅地球之前,人類就已經親手將文明終結了

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