地球壽命有多久,會如何死亡?

2020-12-04 鍾銘聊科學

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地球是我們賴以生存的家園,地球的壽命關乎著我們能夠在地球上生存多久。但是我們知道,地球是行星,自身沒有發生核聚變,所以不會發光。也正是因為如此,它的壽命可以無限長。

但由於地球位於太陽系內,太陽的一舉一動對木星的影響非常大,如果有一天太陽走到生命終點,勢必也會導致地球走向壽命終點。

因此看地球的壽命有多久,只要看太陽的壽命就可以了。

太陽的壽命

在宇宙中,有一個黑話叫做「質量為王」,這是說,質量不僅關乎著該星球是行星還是恆星,還關乎著恆星的壽命有多長。

太陽之所以會發光,是因為自身體重非常大,相應的引力也非常大。而引力越大,其內部的溫度就越高,可以達到1500多萬度,200多萬個標準大氣壓。想像一下,如果不考慮溫度,人類在200多萬個標準大氣壓下,根本無法站立起來,骨骼和肌肉都會被壓強壓碎。

在如此高溫高壓環境下,太陽內的物質無法以我們常見到的固態、液態、氣態的形式存在,而是以等離子體的方式存在。

在等離子態下,電子由於獲得了足夠的能量,因此可以脫離原子核的束縛,成為自由電子。也就是說,太陽內部並不是由物質構成的,而更像一鍋粒子粥。

我們知道,原子核是由質子和中子組成,其中中子不帶電,而質子帶正電,所以原子核帶有正電。同種電荷相互排斥,一般情況下,兩個原子核之間不會發生融合,也就是說不會發生核聚變反應,這是因為需要克服靜電斥力至少需要1億度高溫。

我們知道,太陽內部溫度只有1500萬度,距離1億度還有很遠的距離,那為什麼太陽還能發生核聚變反應了呢?

其實是因為,在量子隧穿效應下,即使是小概率才發生的時間,也有一定的機率發生,只不過發生的概率非常小,1對粒子大約需要1億年才會發生一次。

然而我們知道,原子核非常非常小,而太陽又足夠大,因此即使是小概率事件,也會必然發生,於是太陽就引燃了自身核聚變反應。不過由於太陽溫度不夠高,所以太陽的核聚變反應非常溫和,沒有一下子全炸了。

正是因為太陽的核聚變反應比較溫和,所以太陽的壽命非常長,大約是100億年左右,而太陽已經度過了45億多年,從目前來看,太陽還有50多億年的壽命。

地球壽命

再過50億年後,太陽就會走到生命終點,變成一顆紅巨星,而地球將會在太陽的大氣層中,炙熱的溫度會讓地球融化,水汽蒸發,生物從此滅絕。此時的木星雖然沒有直接在太陽的大氣層中,但距離太陽的距離非常近,以至於溫度急劇升高。

再過一段時間之後,太陽的引力將無法束縛住太陽的大氣層,以至於太陽大氣層會脫落,重新形成星雲物質,此時的地球、木星也很難倖免。

太陽外層脫落之後,內核會形成一顆白矮星,之後慢慢涼透,這就是太陽最後的下場。而如果木星或者地球能夠在太陽外層脫落之前,就已經脫離了太陽的引力束縛,或許會稱為一顆流浪星球,但它們更可能的結局是在太陽成為紅巨星之時就已經被烤化。

總結

其實行星的壽命非常長,但是恆星的壽命有限。其中壽命最長的恆星屬於褐矮星,它們剛剛邁入恆星的門檻,核聚變非常非常溫和,以至於它們能持續燃燒很長時間。據研究發現,褐矮星的壽命可能長達上百億年,而如今宇宙壽命只有136億年,所以至今為止沒有一顆褐矮星走到了生命終點。

壽命最短的屬於藍巨星,由於藍巨星體型巨大,所以引力較大,內核溫度也更高,以至於核聚變反應非常強烈,所以用不了多久就燒沒了。

這些恆星中(除褐矮星外,因為至今科學家還不知道褐矮星的結局),如果自身所在的星系內有其他行星,那麼這些行星也將會成為它們的殉葬者,和它們一起步入生命的終點。

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