日地距離如果改變會發生什麼?近一萬公裡會怎樣?

2021-01-09 科學黑洞

大約46.5億年前在太陽系當前的位置聚集著一片原始星雲,太陽系至此開始逐漸的形成,密度較大的地方會不斷地吸引周圍的物質,最開始原始星雲中心位置密度越來越低,大量的氫和氦聚集,當在內核處達到一定的溫度和壓力,核聚變瞬間發生了,太陽形成。

而在此之後剩餘的物質開始圍繞著太陽公轉,並且依舊是在密度大的地方不斷聚集,最終形成八大行星、小行星、衛星,一些天體碎片和彗星就被像外拋出去,最後它們聚集在太陽系外層繞著太陽公轉,例如海王星外的柯伊伯帶天體,以及奧爾特雲聚集的長周期彗星。

日地距離可能產生的影響

八大行星都在以橢圓軌道繞著太陽公轉,它們的公轉軌道和公轉周期各不相同,當然也因為和太陽的距離導致每顆行星上的溫度不同。例如地球的兩個鄰居金星和火星,金星軌道排在第二位,距離太陽0.725天文單位,金星上有著異常濃厚的大氣層,表面溫度可以飆升至460攝氏度,當然距離太陽較近是一個影響因素,表面聚集的大量溫室氣體是第二個影響因素。

火星和金星相比較就沒有了這兩個因素,首選火星公轉軌道排在第四位,距離太陽大約是1.52天文單位,同時火星由於在遠古時期失去了磁場的保護,大氣層被太陽風不斷的剝離,這也導致了目前火星表面大氣極其稀薄,無法吸收反射更多的太陽能,火星表面的平均溫度維持在零下65攝氏度。這個溫度人類無法適應一直生存下去,並且沒有大氣層太陽的輻射也會更加強烈,因此說火星和金星都不宜居。

不過,地球上的溫度真的是恰恰好,地球表面平均溫度位15攝氏度,有著適宜的大氣層,同時有著穩定的液態水,這一切都讓人感覺到「恰恰好」,這也是很多人「懷疑地球生命高級文明創造」的原因之一。

地球公轉與四季輪迴

地球繞太陽公轉一周為一年,自轉一周為一天,但其實地球公轉並不是地球上一年四季產生的直接原因。地球的公轉軌道是橢圓形,每年的1月初地球會運行到距離太陽最近的點,和太陽的距離可以達到1.471億公裡,因此也被稱為近日點。但是當地球在近日點的時候北半球是冬天,差不多最冷的時候,而南半球是夏天。

每年的7月初地球會運行到距離太陽最遠的點,和地球距離達到1.52億公裡,因此可以稱之為遠日點。當太陽在遠日點的時候,北半球正好迎來了夏季,一年中的最高溫度時刻,而南半球就是冬季了。這樣的結果其實給人一種誤區,距離太陽越遠,地球上的溫度竟然越高,當然這是針對北半球來說。

太陽在近日點和遠日點之間的距離差在500萬公裡,因此說如果地球和太陽的距離近1萬公裡,對於地球沒有影響,對於地球上的生物也沒有影響,因為地球已經形成46億年了,幾乎每一年都會經歷一次距離的變化。但是在三十多億年前,地球上也演化出了生命,發展至今也出現了智慧文明。

地球位於宜居帶中

科學家提出過這樣一個觀點-宜居帶,在每一顆恆星周圍都有這一片區域,在這片區域接收到的恆星輻射能既不多也不少,恰巧可以讓位於該區域內的行星保持穩定的液態水存在,同時溫度還比較適宜。科學家認為這樣的環境是生命誕生的關鍵,因此在尋找地外生命、地外文明的過程中也一直在遵循著這樣的原則。

對於這一點也有很多人提出意義,為什麼生命的誕生就一定要需要適宜的溫度和穩定液態水?

恆星因為質量的不同也分為多種,質量越大的恆星,它內核處的核聚變就越劇烈,這也就意味著釋放的輻射能就越強,因此大質量恆星的宜居帶就比較更靠外側,例如紅矮星等宜居帶更靠近內側。太陽的宜居帶是處在一天文單位處的一片區域。

但實際上隨著太陽的逐漸變亮輻射能的逐漸增加,太陽的宜居帶會不斷的向更外層移動,屆時火星可能就要進入太陽的宜居帶中,這也是人類對於火星如此著迷的原因之一,但是這需要一個很漫長的時間至少在二三十億年以後。

距離太陽更近1萬公裡,會移出宜居帶嗎?

針對宜居帶的科學研究其實是很少的,因為這並非是一個嚴格意義上的概念,也不是生命存在的必要條件,只不過是一種廣泛的描述。但是科學家也在嘗試著定義出它的範圍。1978年天體物理學家麥可·哈特曾做過一個模擬,他的計算結果表明,地球所處的位置恰好,即使距離再遠1%,在地球演化史上就可能出現一個冰期,但如果距離再近5%,地球上的溫度可能就會更高,地球生命難以承受。

但他的模擬計算也並不嚴謹,因為沒有非常嚴格的標準來控制,但科學家大體上是可以確定宜居帶範圍的,例如目前火星和金星就是處在宜居帶邊緣的,但是它們的環境並非是宜居的。因此說無論怎麼考慮當地球靠近太陽1萬公裡,影響都不會很大,但是隨著靠近太陽地球的公轉速度會增加,地球一年的時間會變的更短,但也不至於產生可見的影響。

文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。

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