流浪地球中,最基本的假设是:太阳即将离开主序星阶段,会发生氦闪,从而造成人类无法再在地球上生存(准确的说,是地球轨道不再是宜居带),所以人类必须去寻找新的家园。
如果流浪地球中的场景真的发生,数亿人乃至数十亿人死亡是完全可能甚至是肯定的,甚至地球人直接灭亡都有可能。那么,地球真的可能会有这样的未来吗?很遗憾,还真的会!
按照当前太阳演化的模型,太阳真的会逐渐膨胀并吞没地球,也会发生恐怖的氦闪。不过,大家大可以放心,这个事情要50亿年后才会发生。就算从非洲南方古猿算起,人类历史也就数百万年而已。地球被太阳吞没,还早着呢。相反,我们更应该考虑的是,早在太阳膨胀到吞没地球之前,地球早就不再适合人类居住了。
不关心(物理差看不懂)这一段的可以直接跳到最后的结论
从太阳中心到0.25个太阳半径,属于太阳的内核。这里有高温(1500万摄氏度),高压(2.65X10¹⁵帕斯卡,地球大气压的260亿倍)。在这个高温高压下,发生着4个氢原子聚变成一个氦原子并释放能量的过程。
辐射区和对流区
从核心外一直到接近太阳表面,核心区产生的能量通过这两个区域,首先通过辐射(辐射区),然后通过对流(对流区)传递到太阳表面,温度由1500万摄氏度降低到大约5500摄氏度。太阳核心产生的能量(主要是γ射线),在传递到太阳表面的过程中,不断的与太阳内部的物质相互作用,降低能量,直至到达太阳表面,主要以可见光的形式离开太阳,照耀整个太阳系。这个过程非常曲折,虽然离开太阳表面的光,8分钟多就能到达地球,但核心产生的能量,要数万年才能传递到太阳表面。
光球层
光球层就是太阳表面,我们平时看到的太阳就是这一层。光球层温度大约5500摄氏度,我们可以在光球层看到太阳黑子现象。光球层非常薄,只有大约100千米厚。
光球层以上的部分,都可以称为太阳大气,由内向外分别是色球层(借助日珥望远镜可以看到这一层,可以看到漂亮的日珥)、日冕层(日全食时可以看到)、太阳风层(这一层范围极大,从大约20个太阳半径,一直到太阳系的边界)
太阳的核反应过程
- 两个质子(即氢原子核)聚合成为一个氘原子核,并释放中微子和正电子;
- 氘原子核和一个质子聚合,成为一个氦3原子核;
- 两个氦3原子核聚合,成为一个氦原子核,并释放两个质子。
大约54亿年后,太阳寿命100亿年,此时,太阳的表面亮度几乎加倍,而半径增加超过三分之一。这时候,太阳核心内部的氢消耗巨大,核心外围氢的核聚变开始占主导地位,太阳的膨胀加速,开始向红巨星转变。
不过,氦闪发生的时候,虽然产生了大量的能量,不过这些能量基本上都用来改变太阳核心的状态,被太阳核心吸收,几乎没有多少能量传递到太阳外层。所以,对于外界的观测者,如果不借助精密的仪器,几乎无法感觉到氦闪的发生。另外,氦闪后,太阳的体积和亮度大大缩水,半径减小到大约现在的11倍,亮度是现在的大约50倍。
与大多数人所想不同的是,即使太阳膨胀到地球轨道把地球吞没,地球并不会被太阳烧掉。这时,地球轨道附近的太阳物质密度非常低,和真空没有太大的差别,地球依然会安然无恙的绕着太阳转,当然,地球上的生命可就没法安然无恙了。类似的现象是,彗星的彗尾也会扫过地球,除了形成大量流星外,对地球不会有多大的影响。
宜居带是说,一颗恒星外面一个适当的距离范围,在这个距离范围内的行星,表面温度比较合适,可以允许液态水的存在,从而适合人类这种生命的存在。当前,太阳的宜居带就在地球轨道附近。很明显,恒星的表面亮度越大,宜居带就会距离恒星越远。
太阳年龄大约100亿年,太阳还没有膨胀到水星轨道,太阳的质量也仅仅耗费了不到1%。所以,地球还在当前的轨道转圈,但宜居带跑到了火星轨道附近,所以,移民火星确实是一个好主意。
太阳确实会膨胀并吞没地球,太阳确实会发生氦闪并短时间内释放巨大的能量,太阳内的氦元素确实会多次点燃。地球人如果要固守地球,确实会死路一条。
不过:
- 这事儿早着呢,要几十亿年以后呢~
- 氦闪发生的时候,这个过程本身,对地球几乎没有影响。
- 实际上在氦闪发生前,地球已经被太阳吞没并且烤熟了。
- 地球会被太阳烤熟,不过地球还会安然无恙的绕着太阳转。
- 实际上在地球被太阳吞没之前几十亿年,地球早就热的不要不要了。
公众号:positron的科学世界
公众号简介:物理学,天文学方向的科普文章,以及小学科学涉及到的各类科学知识。 作者秦鸿翼,网名positron,理论物理硕士,国内知名业余天文学家,天文科普作家,天文摄影师。杭州市天文学会创始人之一,首任理事长。现在致力于推动杭州市青少年的天文科普。
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科学要求一切人不是别有用心而心甘情愿地献出一切;以便领受冷静的知识的沉甸甸的十字勋章这个奖赏。
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所有的科学都是错误先真理而生;错误在先比错误在后好。
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