太陽還有50億年，殺死人類只要10億年？科學家：自殺性結構是關鍵

2020-10-18 星辰大海種花家

太陽是一顆已經燃燒了50億年的黃矮星，它確實還能繼續發光發熱50億年，而且它在未來也確實會越熱，根據太陽模型的預測，大約在十億年後太陽輻射就會增加10%，估計到那時極度溫室效應確實已經讓地球生命和這個宇宙拜拜了！

太陽是怎麼發光的？

早期科學家搞不清楚太陽為什麼會發光，提出的發光理論也五花八門，最有去的肯定要數是燒煤的了，有點科學思維的是小行星撞擊和引力坍縮勢能，但很明顯也是錯的！

隨著在微觀特別是原子領域的發現，1920年愛丁頓提出太陽可能從輕核聚變的過程中獲得能量，剛好伽莫夫則在十年後完成了質子在突破庫倫障壁的量子力學公式，完成了最關鍵的一步，而美國人漢斯貝特則解決了恆星的質子鏈反應和碳氮氧循環產生能量的完整過程。

質子反應鏈

太陽發光的問題解決了，它從氫原子核聚變中產生的質量虧損中獲得巨大的能量，在質子鏈反應過程中，從氫到氦，大約會有0.77%的質量損失，似乎不多？太陽內核每秒都有650億噸的氫元素發生聚變，產生超過400萬噸的質量虧損，每秒釋放出超過10^26J的能量，這個數字可怕嗎？這就是恆星級能量的釋放規模，相當於每秒發生4.12億顆沙皇炸彈爆炸！

為什麼太陽會越來越熱？

首先我們得來了解下太陽為什麼能燒那麼久，前文說了伽莫夫搞定了質子在突破庫倫障壁的量子力學公式，這是因為科學家們遇到障礙了，他們發現按太陽的質量和引力坍縮產生的溫度，不足以讓質子（氫原子核）核聚變，這下尷尬了，太陽好好的在發光，而科學卻算出來太陽應該沒法發光！

量子隧穿效應

伽莫夫解決了這個問題，質子在太陽內核就有十億分之一的概率穿透融合在一起，從而讓氫同位素氕變成氘，此後質子反應鏈就會順暢很多，所以太陽的壽命就取決於氘的生產速度，太陽的內核溫度大約1380萬K，這個溫度下這種慢慢生產燃料的方式能夠保證太陽燃燒100億年！

太陽的結構會讓它的燃燒逐漸劇烈

恆星有幾種典型的結構，紅矮星是全對流型結構，即整顆恆星的元素都會在對流作用下參與燃燒，中心燃燒後的「廢物」氦不會堆積，整個過程中燃燒速度都差不多，最後會逐漸耗盡燃料而熄滅，但因燃燒慢，燃料利用徹底，紅矮星的壽命長到令人髮指，高達數千億到上萬億年！

而太陽在內核外有一個輻射層，再到外部才是對流層，這種恆星有一個問題，除了內核外，其他區域的氫元素無法對流到中心燃燒，中心氫元素燃燒後的渣渣也只能一直堆積在內核，這就引發了如下故事！

中心氦元素堆積，發展到簡併態

內核的氦元素堆積，會引發兩個問題，第一個是在引力坍縮下會導致逐漸坍縮（暫時氦元素不會燃燒，沒有輻射壓支持會略微坍縮），第二個則是引力坍縮能會讓核心的溫度持續升高！

殼層氫元素參與燃燒

此時坍縮後留下的空間會有殼層氫元素填充，也就是輻射層的氫進入到內核部位燃燒，因為溫度增加，所以此時氘燃料生產速度增加，核心聚變速度增加，最終的表現就是太陽光輻射略微有些增加，在主序星前階段這個作用並不明顯，但在後半程，這個增加速度會逐漸加快，直接表現就是十億年後太陽輻射將增加10%！它會導致太陽內核輻射壓增加，太陽直徑略微有些膨脹，但初期並不太明顯。

10%看上去並不多，但足以讓地球的溫室效應進入不可逆的惡性循環，未來金星化將成為一個趨勢，同時伴隨輻射能增加的還有太陽風，這個對大氣的剝離作用也會相應增強，儘管可能還不會造成嚴重後果，但這些作用將會使地球環境惡化，未來岌岌可危！但太陽不會這樣溫柔的增加輻射，它還有後招！

氦閃

內核堆積的氦元素會在某個時間達到聚變條件，在極短的時間裡，這些氦就燒完了，它釋放的能量極大，但還不足以炸散太陽，因此表現的方式會以劇烈的太陽活動向宇宙空間釋放能量，除了突然增強的光度以外，還有大量太陽高能物質被拋向宇宙空間，而因太陽的自轉則會讓這些物質向黃道面方向釋放的比例會比較高！

一次超強耀斑就能摧毀地球所有衛星和地面通訊設施以及電網（光通訊不受影響），而氦閃比超強耀斑強億萬倍，連地球大氣層都可能被摧毀，所以《流浪地球》中因為氦閃而逃離太陽系是可以理解的！

氦閃後中心氦元素累積會進入一個新的循環，而更高的溫度更劇烈的燃燒產生的輻射壓，會讓太陽極度膨脹，這就是太陽紅巨星的產生原因，第一次氦閃後，未來氦閃會頻繁發生，太陽也會越來越大，慢慢將吞噬水星，金星可能也難倖免，不過地球可能會逃脫被吞噬，但高溫會將地球烤化！

太陽這種自殺性結構是黃矮星的通病，紅矮星不存在氦閃，天狼星這樣的藍矮星也不會！不過第一次氦閃不會那麼快發生，大約會在太陽脫離主序星階段12.5億年發生，現在還早，至少還有數十億年！

相關焦點

  • 太陽的壽命還有50億年,為何人類只能在地球上生存10億年?
    引言：太陽還能持續供熱約50億年，可為什麼留給人類的時間只有1/5左右？期間地球溫度、太陽引力等可能會發生諸多變化。地球已在太陽系內生活46億年之久，在這期間因太陽的照耀，地球一直保持著恰當的溫度與溼度，成為人類的溫床。
  • 太陽的壽命還有50億年,但人類只有9億年,9億年後人類將何去何從
    50億年，但人類只有9億年時間，9億年後會發生什麼？人類將何去何從？根據科學家估計，太陽還有50億年的壽命，50億年之後，太陽就會完全失去能量。那麼是不是意味著地球也還有50億年的時間呢？其實地球的壽命比我們想像中的要短很多。
  • 太陽壽命還有50億年,人類最多卻撐不過1億年,這是為什麼?
    太陽是太陽系中最重要的天體，沒有太陽也就沒有太陽系，同樣太陽也是地球上生命最重要的天體，沒有太陽，也就沒有地球上的生物，對於地球上的生物特別是唯一的高智慧生物人類來說，太陽對他們更加重要，人類每時每刻都能夠感受到來自1.5億公裡外太陽給人類帶來的好處，從適宜的溫度、光合作用到晝夜更替
  • 太陽的壽命還有50億年,科學家卻表示,人類最多還能生存1億年
    相信很多朋友都會覺得，地球與太陽是共生共死的，畢竟，地球作為太陽系中的一員，圍繞著太陽旋轉。而且地球上適宜的溫度、豐富的液態水等等，都離不開地太陽能量的賜予。如果有一天太陽進入生命的尾聲，那麼地球也會猶如《流浪地球》中那般，隨著溫度的下降，就再也無法適合生命繁衍進化。那麼，太陽還剩多少壽命呢？科學家們研究發現，太陽還可以存在50億年的時間。
  • 等不到50億年了，太陽留給人類的時間只有10億年
    宇宙中沒有什麼是永恆的，太陽也有壽終正寢的那一天。過去46億年，太陽為地球不斷提供熱量，讓地球上的水保持液態，地球上的生命直接或者間接依賴於太陽能量。根據天文學家的預計，太陽還能再為地球繼續提供50億年的能量。
  • 太陽還有至少50億年壽命,科學家為何我們只有10億年的時間?
    太陽是一顆普通的黃矮星，根據它的質量科學家預估出太陽的壽命大約是100-120億年，目前已經過了大約50億年，因此太陽的壽命還有50-70億年，但是隨著太陽內部的核聚變，太陽的輻射能會越來越高，對於地球上的生物來說是等不到50億年以後的。
  • 太陽壽命還有50億年,為何地球生物卻只剩下10億年,人類該怎樣做
    科學家推算出太陽的壽命只有100億年，現如今已經走了一半的時間了，很多人會覺得地球生命和太陽共存亡，所以地球生命應該還能夠存活50億年左右，但事實並不是這樣，地球生命或許將在10億年左右便會消亡，除非人類能夠飛出太陽系，前往其他星系生存，否則一切將化為烏有，這是怎麼回事呢？
  • 太陽還有50億年壽命,為何距離「毀滅」地球,卻僅剩10億年時間?
    導語：太陽還有50億年壽命，為何距離「毀滅」地球，卻僅剩10億年時間？如今，太陽和地球的距離剛好合適，這樣地球既能感受到溫暖，又不會感覺太熱。對於地球來說，太陽是不可或缺的。如果失去了太陽，地球上所有的生命都會凋零。科學家經過估算，發現太陽還有五十億年的壽命。五十億年之後，它體積會膨脹至原來的數倍。到時候即使地球沒有被太陽吞沒，地球上的生命也會因為受不了高溫而衰亡。太陽的外殼會逸散，核心會成為白矮星。如果那時候地球還在的話，那麼它仍然會圍繞太陽公轉。雖然太陽有五十億年的生命，但是科學家卻表示太陽毀滅地球上的生命只需要十億年。
  • 太陽壽命剛過半,但人類的時間只剩10億年,為什麼?
    太陽是一顆恆星，正是因為太陽的存在，才有了我們現在的太陽系，要知道太陽系中有八大行星都是圍繞太陽旋轉的，地球就是其中之一，所以說太陽對於地球對於人類都是非常重要的，最初的時候人類對於宇宙的了解非常有限，但是隨著科技進步，我們現在已經可以計算出星球的壽命，比如說太陽形成已經超過50億年
  • 太陽變成紅巨星還有50億年,地球卻挺不過10億年,怎麼回事呢?
    根據科學家的測算，我們的太陽從誕生到現在已經度過了50億年，其核心每時每刻都在進行著氫的核聚變，向外發出光和熱，我們地球依賴太陽提供的能量，保障了地球億萬生物的繁衍生息。太陽質量約為2*10^30千克，是一顆黃矮星，據預測，再過40億年，太陽將演化到恆星主序期的末期，內核部分的氫聚變逐漸停止，而表面的熱核反應仍在持續，恆星內核開始收縮，向外的輻射壓進一步加大，超出了向內引力的大小，體積會逐漸膨脹，同時釋放大量能量，成為紅巨星。之後，恆星內部由於內核的收縮，壓力和溫度進一步加大，開始進行氦的核聚變反應。
  • 太陽壽命明明還有50億年,可為什麼人類最多撐不過1億年?
    其實大多數人說，人類的滅亡歸結為內因，所以我們在這裡將關注外因。我們都知道，地球上的生命都是依賴太陽生存的，大部分的植物都是通過天然的光合作用去獲得能量，但是這種能量會沿著食物鏈不斷減少，如果有一天太陽突然消失了，或者太陽不再發光發熱了，小編覺得這對人類來說是絕對的災難。
  • 太陽壽命明明還有50億年，為什麼說人類最多撐不過1億年？
    太陽強大的引力使其核心急劇升溫，最終達到持續聚變的條件，然後太陽將進入主序星階段，這一過程將持續100億年，到現在已經度過了漫長的46億年。這也就意味著在這五十億多年來，太陽會保持穩定。難道這也就意味著我們還有50億年的存活時間嗎？不過大家也不要過於擔憂，因為太陽進行核聚變的這個過程會消耗太陽的質量。太陽是不會瞬間爆炸的，也不會像氫彈那樣被重力壓縮成一個點，主要原因還是因為核聚變產生的外部壓力和重力形成了一種動態平衡。
  • 太陽多久後會「毀滅」人類?:不必等50億年,10億年時間就夠了
    雖然人類文明只有短短的幾千年，人類誕生的歷史也只有300多萬年左右。但是人類對於自身的未來的命運，卻無比關切。許多科幻作品的題材，也都是「末日題材」，比如《2012》，《星際穿越》，《流浪地球》等等，其中的情節都涉及到了人類面臨的生存威脅。
  • 科學家是怎麼知道太陽還有50億年壽命的?
    恆星的生命周期太陽的質量：1.9891*10^27噸 計算方法：用萬有引力公式計算太陽對地球的引力為：GMm/R^2；地球圍繞太陽公轉的離心力為：mV^2/R；可以從上述公式轉換得到太陽質量為：M=V^2R/G；其中地球公轉線速度為V，地球公轉半徑為R,萬有引力常數為G；有興趣的可以計算一下，當然還需要萬有引力常數測定和地球公轉速度獲取，如果要較真的話就算不完了哈太陽每秒的質量損失：400-450萬噸 這個根據地球赤道上每平方米的輻射獲取量（考慮大氣吸收部分），再根據地球軌道的1.5億千米，計算出太陽的輻射能，然後根據E=MC^2計算出太陽每秒的質量虧損約為
  • 10億年之後地球會是怎樣的景象？科學家：人類或早已不存在
    地球之所以有生命的存在，很大的原因是因為有太陽。太陽給予了地球光亮，同時給予了地球溫度。如果沒有太陽，我們很難想像地球的景象。雖然我們人類離不開太陽，但是太陽也不是永遠都存在的。根據科學家的研究，目前太陽已經存下了50億年，往後太陽僅僅擁有50億年的時間了。也就是說，50億年之後，太陽全部燃盡變為一個空殼。而地球因為沒有太陽給予的光與熱，逐漸變得冰冷，人類也將不復存在。
  • 太陽壽命或只剩50億年,如果太陽消失,人類還能生存多久?
    只要有太陽存在的一天，那麼地球上的萬物就能夠繼續繁衍下去，但是根據科學家的研究數據來看，目前太陽的壽命或許只剩下50億年了，不知道大家有沒有想過一個問題，如果到了未來太陽消失後，人類又能夠撐多久呢？太陽的誕生在45億年前，銀河系邊緣有一片巨大的氫分子雲，在受到引力的影響後發生了坍塌，在這個過程中，所有的物質開始聚集，於是形成了一個巨大的球體，隨著宇宙的演變和時間的推移，這個巨大的球體質量也變得越來越大，也就是說內部的核心受到的壓力也越來越高。
  • 太陽壽命還有50億年,但人類如果一直留在地球,時間所剩不多
    甚至在未來幾十年內，人類還將火星作為第二家園，開啟全新的探索之旅。然而，太陽作為整個星系的中心，人們卻只知道它時刻都在散發光和熱，對很多重要的信息都不太了解，所以它始終蒙著一層神秘的面紗。根據熵增定律，宇宙中的一切都存在始終，太陽也並非永恆的，與其他恆星一樣，它也在消耗著自身的能量，只不過這個過程十分漫長。
  • 成也太陽敗也太陽,太陽留給人類的時間不多了,只剩10億年
    因此大質量恆星看起來都是藍色的，幸運的是我們的太陽看起來是白色的，略微帶點黃顏色。按照太陽的質量它能活大約100億歲。很明顯太陽現在已經年過中旬了，不過太陽在生命的80億年間都會通過將氫轉變為氦來發熱，這個階段我們稱恆星處在主序星階段。
  • 太陽的壽命還剩下50億年，人類能夠在地球生存到那個時候嗎？
    答案是不可能，相信每一個人都知道，恆星其實壽命並不長，根據質量的不同，恆星的壽命從數千萬年到上百億年不等，像太陽這樣的黃矮星是屬於小型的恆星，它的壽命還是比較漫長的，可以達到50億年。如今的太陽已經走出50億年的春秋，再有50億年，它的生命將會走向盡頭，然後不斷演化為一顆白矮星。可能很多人認為，當太陽壽命走到頭的時候，地球也將會走到盡頭，那個時候人類也將無法在地球上生存。所以，留給人類的時間還有50億年，那麼這個數據是否正確呢？其實並不正確。
  • 成也太陽敗也太陽,只剩10億年,太陽留給人類的時間不多了
    但到了中學，我們開始了解太陽的燃燒過程其實是一個核聚變的過程，而它每秒都要消耗超過6.5億噸的氫元素，聚變成氦後質量虧損約420萬噸，以質能轉換的方式，變成能量向宇宙空間輻射！地球赤道的每個平方，都能獲得將近1.4千瓦的功率！太陽上物質燒得那麼快，而太陽已經誕生將近50億年，為什麼還沒有燒完？