太阳与地球

人类对于宇宙的认识一直伴随着整个人类文明史的发展。起初,几个文明古国普遍认为地球是宇宙的中心,太阳、月亮、五大行星(金木水火土)以及所有的恒星都是绕着地球转,我们也把这个叫做地心说。后来,哥白尼提出了大名鼎鼎的日心说,在伽利略、开普勒的手里得以成熟。

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然而,日心说并没有持续太久,就被牛顿所打破。牛顿提出了著名的万有引力定律,这让我们明白,宇宙和地球上是遵循同一套物理学规律的。而地球,乃至太阳系仅仅是宇宙中的一个几乎可以忽略不计的部分。随着后来两三百年的观测,我们知道,宇宙远比我们想象得要大得多得多,而且大概率上来讲,宇宙可能是无限大的。

在宇宙中存在着一种基本的体系,那就是恒星系,通常来说,一般的恒星系都有2颗或者3颗恒星和若干的行星。而太阳系只有太阳一颗恒星,属于比较少见的恒星系。我们的地球是太阳系中普通的一颗行星。但是地球以及地球上的生命却与太阳息息相关。地球表面维持生命体存活的能量来源主要就是太阳辐射,然后植物利用光合作用,将这些能量固定下来,于是能量就在生态链中传递。

也就是说,地球上的生命能否存活实际上和太阳有直接的关系。

太阳的寿命

太阳并非是永恒的,太阳之所以会产生光和热,本质上和它的质量有关系,质量越大,引力就会越大,就会压缩恒星内的内核,最终引爆恒星内核的核聚变反应。

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一般来说,恒星的核聚变的起点都是氢原子核的核聚变,主要的原因是宇宙中绝大多数的元素都是氢元素,其次氢核聚变对反应条件的要求要相对低一些。科学家发现,质量大约在太阳质量7%~8%左右的恒星,就可以引发核聚变反应。当恒星进入到稳定的氢核聚变状态,我们就称这个时期是主序星时期。

质量不同的恒星,主序星时期不同,质量越大,主序星时间也越短。太阳主序星时期大概是100亿年。而我们知道,太阳起源于46亿年前,也就是说,对于我们来说,太阳还能维持50多亿年的主序时期。在这之后,太阳会膨胀起来,变成一颗红巨星,半径会扩大200倍。此时,地球恰好在太阳大气附近。所以,如果那时候地球上还有人的话,生物肯定会灭绝。

留给人类的时间不多

如果我们觉得太阳还给人类有50多亿年,那就是太乐观了。实际上,留给人类的时间不多了。由于太阳的燃烧是通过氢核聚变的,这意味着在燃烧过程中,会有质量损失。因此,太阳的引力是一直减小的。但是太阳又是依靠着引力和核聚变向外的压力形成动态平衡来维持的。

当质量减小时,引力对于核聚变反应的和控制力就减弱了,于是核聚变反应的剧烈程度会提升,太阳就会向外辐射更大的能量,这就意味着地球也会接收到更多的能量。但这并不是好事,这意味着地球会越来越热,科学家发现,在10亿年后,地球将会因为太热而不适宜人类生存。

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如果认为我们还有10亿年的时间,那也是想多了。由于太阳辐射强度的逐步增加,造成地球温度太高,大概在5亿年之后,依靠植物光合作用的食物链将彻底消失在地球上。

如果你认为还有5亿年,那还是太乐观。在宇宙中,星系之间就如同在玩贪吃蛇游戏,总是大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,星系一直在不断地合并。

在一亿年后,银河系会吞并人马座矮椭球星系,或者我们可以说两者互撞。每一次这样的合并,其实都会给地球带来极端气候,比如:大冰期,同时还会引发生物的大灭绝。也就是说,在1亿年之后,如果地球上有人类,那他们要挺过这次气候变化也是具有相当大的难度的。

因此,与其操心太阳灭绝时所带来的灾难,不如给人类自身不如先给自己设立一个小目标,先挺过这1亿年没灭绝,再去考虑是不是可以挺过5亿年那个槛。

很多人可能会想到星际移民,首先这个路途实在太遥远,太难实现。其次,无论去哪里,其实还是要面临这些问题,只是时间早晚罢了。