「主序星」不斷膨脹:不必太陽燃燒殆盡,10億年後人類便再難生存
早在人類探索宇宙之初,人類曾經狂妄地認為地球是宇宙的中心(託勒密-地心說),而到後來人類逐漸認識到了恆星和行星的區別,也知道了地球只是一顆圍繞著太陽旋轉的行星,因此就出現了哥白尼的日心說,認為太陽是宇宙的中心。可是再到後來,人類真正意識到了宇宙的浩瀚無垠無邊無際,才知道太陽系不過是宇宙中的一個小小的行星系,再往上還有恆星系銀河系,本星系群,室女座超星系團,是真正意義的無窮無盡。
而我們人類在地球上誕生,迄今大概也只有300萬年左右的歷史,至於人類文明的歷史,那就只有短短幾千年而已,在龐大的宇宙尺度面前,根本就是一瞬間的事情。我們知道太陽的壽命——也就是它的主序星階段大概在100億年左右,如今已經過了一半的時間,也就是50億年。地球誕生迄今大概也有了46億年,那麼人類究竟能夠在地球上生存多久呢?
這是許多科學家,甚至許多熱愛科學的普通人都思考過的問題。在1924年的時候英國科學家萊爾,第一次提出了地球和人類的未來命運問題,雖然現在人類思考這個問題顯得有些杞人憂天,但是這也是我們的子孫後代早晚需要面對的事情。那麼人類究竟還能夠在地球上生存多久呢?會不會發生《流浪地球》中那樣的事情,人類需要從太陽系中「逃亡」呢?
我們知道太陽系中的恆星太陽正處於「主序星」的階段,也就是穩定消耗自身的氫元素,發生熱核聚變反應生成氦元素的一個階段。根據許多人的印象,主序星階段的恆星都是處於非常穩定的狀態的,一般不會發生什麼劇變,因此也能夠讓周圍的行星處於一個比較溫和的狀態——如果碰巧有地球這樣的幸運兒,也是存在能夠孕育生命的可能的。
但是實際上主序星階段的恆星也並非平穩得「一成不變」,而是處於一個「動態平衡」的穩態:恆星自身向內束縛物質的引力,和內部發生熱核聚變反應,釋放能量的斥力。而隨著恆星質量的不斷減小,引力也會變小,相應地恆星外部的氣殼也就會隨之膨脹,進而恆星的體積也就會變大。在過去的40億年左右,太陽的體積大概增大了1/3左右,而且未來還會繼續膨脹,直至大概50億年後成為一顆紅巨星。
成為紅巨星的太陽,屆時表面的氣殼將會抵達火星的軌道,屆時地球很可能會被吞噬掉,那個時候地球上肯定是不會有生命再存在的了,自然也包括我們人類。當然實際上人類根本等不到那個時候,大概再過5億年左右,太陽的體積會增大4%,屆時地球上的溫度會升高十幾二十攝氏度,到時候全球變暖,兩級冰川融化導致海平面上升,陸地面積會變得更少;而如果在10億年後,太陽的體積會增大10%左右,那時候地球表面的溫度就會接近100攝氏度,人類自然更難生存了。