我們已經習慣了太陽為我們的地球提供光亮,卻不知道太陽正在以每秒鐘450億噸的質量在交換著這些能量,有一天太陽的質量會消耗完畢嗎?距離那一天還有多遠呢?如果那一天來到了,地球會發生什麼事呢?
為什麼太陽在不斷地消耗質量?
1905年,愛因斯坦提出了質能公式,描述了質量與能量之間的當量關係,質能方程的表達式為E=mc ,E表示能量,m代表質量,而c則表示光速。這個方程可以用來解釋核聚變中的質量虧損或計算粒子的能量。
核聚變的基本原理
在地球的溫度下,對於原子我們都知道同性相斥,異性相相吸,所以兩個同性正電荷之間一直相互排斥,不相互靠近,所以它們的原子核就無法碰撞。而太陽核心的溫度高達15,000,000K,壓力也非常之大,為這些原子核提供了動力,緊緊地將兩個同性正電荷擠壓在了一起,產生了核聚變的條件。
我們地球上目前無法實現可控的核聚變正是因為無法實現這種高溫和高壓的狀態。
在太陽的核心,氫原子受到高溫高壓,原子核通過不斷撞擊形成了氦原子。也就是說太陽是通過不斷消耗自身的燃料—氫,來實現能量的轉化的。
既然如此,太陽的氫總有用完的一天。
膨脹
太陽不斷地消耗著內部的氫,所以當氫氣快用完的時候,太陽只剩下表面的氫殼了。這時候,太陽的中心部分就會受到引力的影響開始收縮,而太陽卻膨脹了,像是一個被吹大的氣球。這時候太陽的溫度已經比以前低了,但是亮度比以前還更亮。終於太陽變成了一顆紅巨星。
然而,這並不是太陽生命的盡頭。之前氫核聚變之後還留下了氦,由於收縮的作用,核心的溫度急劇上升,氦又開始產生核聚變變成碳和氧。然而,太陽的溫度已經不夠再進行更深層次的核聚變了。
終於,在消耗完了所有的燃料之後,紅巨星開始坍塌,留下一個緻密的核心,所有的外殼被拋棄了,它變成了一個地球大小的白矮星。
距離太陽燃燒完還有多少呢?
太陽是處於主星序上的黃矮星,一般來說壽命是100億年,目前地球的年紀已經45.5億歲了,也就是說太陽也已經進入它的不惑之年了。
也就是說太陽還有55億年左右將變成一顆紅巨星,紅巨星的壽命就只有大概1億年左右了。對於地球生命來說,當太陽變成紅巨星的時候,一切都已經無力回天了。
當太陽膨脹成紅巨星的時候,體積已經是原來的幾百倍了,按照日地這距離,太陽膨脹的時候可能直接和地球當起鄰居了。而距離太陽更近的水星和金星也玩完了。
那地球生命何去何從呢?
科學家在宇宙中發現了很多流浪星球,未來有一天流浪地球真的可以實現嗎?但是沒有了太陽的光輝,地球的溫度和熱量從哪裡來呢?要寒冷的深空裡,漂泊的地球真的能讓生命活下來嗎?
或許這種想法只是杞人憂天。按照目前地球進化的情況來看,人類在地球上存活幾十億年的機率基本為零。還有另一種可能,或許人類尚未等到太陽把地球搞完蛋的時候,就先把地球搞完蛋了。
小結:
太陽不斷地在消耗它的質量為我們換取能量,這或許就是我們常說的燃燒自己照亮別人,改一下就是,核聚變自己照亮別人。太陽每秒要消耗450億噸的質量,說明它的質量總有消耗殆盡的一天,而距離那一天還是55億年。
當那一天來臨的時候,地球要麼被吞噬,要麼燃起了熊熊烈火。地球或許走上了流浪的道路,或許沒有。但是,只有我們愛護地球,保護地球,未來地球的生命才有存活的可能,否則尚未到達那一天,或許地球早已寂靜了。
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