有很多司空見慣的東西,只有某一天失去的時候才會意識到它的存在。清晨一縷陽光射入窗內,喚醒沈睡的人們;下午建築工地的工人們在頂著烈日工作;黃昏最後一縷陽光還在時,留下一抹燦爛的晚霞。太陽已經陪伴了地球上的生命幾億年,但是它會永遠的陪伴下去嗎?答案是否定的。
太陽——“007的工作日常”太陽只是銀河系中一顆普通的行星,是熱等離子體與磁場交織的一個理想球體,它質量的大約3/4都是氫。那麼太陽到底是如何工作才能產生源源不斷的能量呢?可以說太陽是一週工作七天,每天24個小時,比程序員還累。——當然這只是打個比方。核聚變是太陽能力的來源,如下三種:
- 兩個氫原子核聚變成一個氘原子核,同時放出一個正電子,一個高能光子;
- 兩個氘原子核聚變成一個氦三原子核,同時放出一個中子,一個高能光子;
- 兩個氦三原子核聚變成一個氦原子核,同時放出兩個質子,一個高能光子。
想像中的核聚變
可以看作八個氫原子核聚變成一個氦原子核,放出兩個質子,兩個中子,兩個正電子,七個高能光子,淨合四個氫原子核聚變成一個氦原子核。核聚變發生在太陽的核心,那由於引力作用具有極高的溫度和壓力。
核聚變
太陽的核聚變可控是因為太陽的壓強是由溫度提供的(主要是氣壓),而太陽核聚變的速率受溫度和密度的影響,溫度越高,密度越高核聚變速率越快。當太陽核聚變速率過快時,內核溫度升高,壓力超過引力而膨脹,導致核聚變減緩。同理,太陽核聚變速率過低時,壓力不足發生引力坍縮,導致溫度和密度提高,核聚變加快。這樣就形成一個負反饋調節。
太陽也會耗盡,並非聳人聽聞宇宙中的恆星也是有“生命”的,當恆星進入生命末期時就可能產生超新星爆發,將其外層物質全部拋射到宇宙空間中,有些恆星的結局是演化成黑洞,這些過程應該說是宇宙中的週期律,數十億年來都是這樣演化發展的。
在著名科幻電影《流浪地球》中,就是因為太陽變成了一顆紅巨星,人類不得不進行遷徙,把地球移動走,離開太陽系。電影裡的場景,也許有一天真會來臨。到目前為止,太陽大約轉化了100個地球質量的物質成為能量,太陽在主序帶上耗費的時間總共大約為100億年。
太陽的生命歸宿
太陽沒有足夠的質量爆發成為超新星,替代的是,在約50億年後它將進入紅巨星的階段,從外部看,太陽將如新星般突然增亮5~10個星等(相比於此前的“紅巨星”階段),接著體積大幅度縮小,變得比原先的紅巨星暗淡得多(但仍將比現在的太陽亮),直到核心的碳逐步累積,再次進入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。當然以上都是理論上的預測。
地球命運不確定,看未來科技發展地球的命運是不確定的,當太陽成為紅巨星時,其半徑大約會是現在的200倍,表面可能將膨脹至地球現在的軌道。然而,當太陽成為漸近巨星分支的恆星時,由於恆星風的作用,它大約已經流失30%的質量,所以地球的軌道會向外移動。如果只是這樣,地球或許可以倖免,只是我們到時候不會再看到熟悉的紅日掛在天空,我們還必須尋找新的能源產生方式。
地球毀滅想像圖
但新的研究認為地球可能會因為潮汐的相互作用而被太陽吞噬掉。但即使地球能逃脫被太陽焚燬的命運,地球上的水仍然都會沸騰,大部分的氣體都會逃逸入太空。這對於生命來說就是滅頂之災了,除非在那時科技已經發展到星際穿越,我們大可以棄掉太陽系,去茫茫宇宙中尋找第二個家。我想,這也是人類探索宇宙、尋找地外生命的原因之一吧。
也有科學家認為我們可能有辦法將太陽“起死回生”,目前太陽發生核聚變的核心佔太陽總體積的2%左右,而在太陽分層結構中有一個稱為對流層的結構,這裡便是太陽能“永葆生機”的關鍵部位。如果我們能將對流區域直接連通到太陽核心位置,那麼就可以有效地利用太陽上大量的氫。當然這需要超出我們想像範疇的科技實力!
結語在自然面前,人類跟地球上所有生命一樣都是脆弱的,哪怕強大如現代頂尖科技。地球歷史上發生過五次生物大滅絕,但是生命依然延續了下來,生生不息,你方唱罷我登場。小說《三體》裡就描繪了太陽系被完全二維化,所以三維實物無一倖免,只有兩個人坐飛船飛離了太陽系。
現在考慮50億年後的事情,也為時過早了,而是科學家該做的。我們在面對“太陽終將離去”時,大可放寬心,有生之年定會安然無恙。我們熱愛生活,珍惜生命,過好每一天,善待親人朋友,無愧於心就好。對於一些終會發生而又難以避免的壞事,一笑了之吧,畢竟開心最重要!人生不可能總是順心如意,但持續朝著陽光走,影子就會躲在後面。刺眼,卻是對的方向,我想這才是太陽教會我們最重要的吧!你說呢?
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