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太阳正以每秒400万吨的速度损失质量,地球会由此远离太阳吗?

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你好科普菌 2021-11-25 13:22

地球诞生至今,已经在宇宙中度过了近46亿年的时间,而距离生命的诞生也过去了数十亿年。地球从一开始的“死气沉沉”,变得像今天一样丰富多彩,其中经历了漫长的变化,甚至还有整整五次的生物大灭绝

人类并没有经受过这样严峻的考验,因为我们整体的历史不过仅有五百万年,而文明产生的历史就更短了,有记载的历史只有几千年。几千年对于人类自己来说可能已经是沧海桑田,但对于整个地球来说不过是一刹那,自然其中发生的变化也几乎难以察觉。但任何事物都处在变化当中,宇宙中的天体自然也不例外。

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地球是太阳系的一颗行星,其轨道、运动,以及接收的热量和光,都与太阳这颗恒星息息相关。古人有“后羿射日”的传说,但其实如果真的没有太阳,那么地球也无法保持如今的正常运转,很有可能被其他星体的引力所控制,最后因碰撞而化为碎片

那么,名为“恒星”的太阳真的将会在今后继续燃烧,并且一直持续下去吗?当然不是这样,宇宙中不管什么天体都会有自己的寿命,甚至宇宙本身也有最终的尽头。根据天文学家的测算,太阳的“主序星”阶段已经过去了五十亿年,剩下的时间还有大约五十亿年。

太阳的燃烧方式

不管是在地球上还是从宇宙中来看,太阳都是一个“大火球”一刻不停地散发着热量。虽然看起来十分相似,但我们常见的火焰是燃烧的产物,而燃烧需要有氧气进行助燃,显然在太空中并没有足够的氧气。那么,太阳是怎么释放出自己的光和热的?答案是核聚变

人类直到上个世纪才开始尝试利用核能,并且现在只掌握了可控核裂变的技术,能够释放出更大能量的可控核聚变还处在研究当中。令人“嫉妒”的是,太阳随时随地都在进行着核聚变,由此释放的能量辐射到了整个太阳系,并成为了地球上出现和维持生命所必不可少的条件

太阳主要由氢元素和氦元素构成,而核聚变的过程就是太阳核心部分的氢原子合成氦原子的过程,在这个过程中会释放出大量的能量。虽说太阳表面的温度只有6000摄氏度左右,但其核心,也就是核反应区的温度可以达到1500万摄氏度,还有超过标准大气压3000亿倍的巨大压力,因此可以源源不断地进行核聚变。

目前的人类还没有办法完全模拟这样的环境,我们只能够用其他的方法来产生核聚变,这也是人类研究可控核聚变的最大难题之一

太阳正在不断损失质量?

太阳是我们能够看到的最大的天体之一,作为太阳系的绝对中心,它有着地球难以比拟的体积和质量。经过研究者们的测算,太阳的半径达到了69.6万千米,用体积公式计算后可以得出,太阳的体积是地球的130万倍

至于太阳的质量将经过更加复杂的计算,因为太阳表层的密度很低,而核心的密度极高,甚至比纯铅还要高。在计算了内部的质量和外部质量之后,我们可以得到太阳的总质量大约是1.989×10³⁰千克,是地球的33万倍。不光地球在太阳面前是小个子,太阳的质量占到了整个太阳系所有物质的百分之九十九,其他的行星在太阳面前也“不值一提”。

但太阳并没有在漫长的岁月中增加自己的体积,反而是变得更加“苗条”。我们在太阳系中所感受到的光和热,实际上就是太阳释放出的能量辐射

既然有辐射那么自然也会有消耗,太阳这样的“庞然大物”,其消耗的质量也十分惊人,据悉太阳正以每秒400万吨的速度迅速损失质量。也就是说,太阳从诞生以来就在不断变得更轻。那么,这种过程如果一直都持续下去,会不会对太阳系中的各个天体,尤其是对地球有所影响呢?

我们会不断远离太阳吗?

我们从万有引力定律中可以知道,质量越大的物体,引力也就越大。太阳之所以能够将太阳系之内的物体紧紧吸引住,也是因为它远远高出其他天体的质量。但是太阳的质量和各个天体的质量都并不固定,行星轨道也会受到其他更多天体的影响。

在这些变化当中,太阳自身的质量损失是一个重要的原因。严格来说这句话并没有错,我们的地球的确在逐渐远离太阳。说到这里大家最关心的问题可能是,地球远离太阳的速度是多少?在远离太阳之后我们又会面临什么样的局面?

研究者们在经过测算之后发现,离太阳越远的天体,所受到的太阳引力也就越小,远离太阳的速度也就越快。这个距离我们以“天文单位”来作为单位,距离每增加一个天文单位每年的速度就增加1.5厘米。而我们知道,天文单位就是太阳和地球之间的距离。因此,地球每年远离太阳的距离也就是1.5厘米了

这个数值看起来很小,但天体的生命动辄数十亿年,地球会不会因为这个原因而变得更加寒冷,甚至最终脱离太阳系?可以肯定的是,尽管太阳变轻对于太阳系中各个天体都有影响,但这种影响小到几乎可以忽略不计

目前太阳已经在宇宙中度过了大约50亿年的时光,研究者们估算太阳的主序星阶段大约还有50亿年。如果按这个年龄来计算,地球将会在太阳进入下一个阶段的时候远离太阳大约7.5万公里。这个距离在宇宙中是什么概念?

距离我们最近的天体是地球的卫星月球,月球大约距离地球38万公里。所以,地球在50亿年中远离太阳的距离还不到一个地 月距离,几乎不会对地球环境造成什么影响,我们不用担心家园会变成《流浪地球》中那样的冰封世界。

太阳对于地球的影响

太阳的确不会因为距离的细微变化对地球造成什么影响,但这不代表太阳本身就十分稳定,我们也需要随时观察太阳的动向。从诞生以来,地球就一直没有处在稳定的气候环境当中,自然界的总体气候受到太阳辐射的影响,有时候整体偏热,有时候偏冷

这个变化往往以万年计,而且有一定规律可以寻找。但太阳也会出现耀斑爆发等突发事件,在这些事件里,强烈的电磁辐射将会影响地球,造成地球上的线路、通信破坏,甚至短时间内还无法恢复

太阳的耀斑爆发在没有电磁通信技术的古代并不是什么灾难性事件,最大的影响不过是让更多地方的人看到美丽的极光。但是在依赖电磁技术的现代社会,这样的事件将会造成极为严重的后果

因此,研究者们也在时时刻刻记录太阳表面的变化,争取可以从中找出太阳活动的规律,能够让人类提前做好应对的准备。不过除了这一点之外,人们更多担心的还是太阳活动对于地球环境、气候造成的影响,这不单单影响到人类社会的运转,还会影响到整个地球生物圈的安危

太阳和地球环境变化

太阳释放出的光和热将会影响到地球的气温,这一点毋庸置疑。这种变化很有可能达到数摄氏度,这对于地球环境来说影响甚巨。几摄氏度对于个人的感受来说也许不算什么,但如果地球整体气温升高或者降低几摄氏度,那么整个生态圈将发生巨变

距离我们大约两百万年到两万年前的第四纪冰期,中纬度地区的平均气温大约降低了4到5摄氏度,就让地表的百分之二十到三十都被冰川覆盖

科学家在对于太阳结构进行研究的时候发现,氢元素在核聚变的时候形成的氦元素将会不断地堆积在太阳内部的反应壳层,让核聚变反应更加接近太阳表面,从客观上增加了太阳释放的光和热。也就是说,尽管太阳的质量在变小,但是它释放的能量反而变多了

这种变化和地球原离太阳的速度相比相当猛烈,科学家们推测太阳每过10亿年,其增加的光和热就达到了十分之一,在十亿年之后会让地表温度升高到50摄氏度左右,这对于地球生物来说,就是一次彻底的“大灭绝”

结语

尽管十亿年之后的地球将会变得不再宜居,但我们也不用过于担心那之后的事情,因为按照现在的人类科技发展速度,那时候的人类已经基本实现星际移民,面对这样缓慢降临的灾难不至于没有应对举措。

但是,人类也有可能走向另一个结局,那就是在太阳让地球变得不宜居之前,人类已经不存在于这个宇宙中,而这种毁灭甚至是人类自己造成的,因为我们无节制地掠夺、伤害我们赖以生存的大自然

现在,全球变暖已经成为了世界上最重要的环保议题之一,虽然其中有太阳的些许影响,但是主要还是因为人类在不断排放温室气体,让我们的大气层更多地保留了太阳的热辐射

因此,比起遥远的未来,比起太阳系的总体变化,我们也更应该关注对于自身行为的约束和补救减少对于温室气体和其他有害物质的排放,这样才不会在短时间内就走向一条“不归之路”,由人类自己将自己毁灭。

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