太陽演化時間表：看看地球還能快活幾年？我們還來得及嗎？

2020-10-18 星辰大海種花家

從小學科學課本中我們就知道太陽有100億年壽命，太陽差不多已經過了50億年，未來還有50億年，但留給人類的時間卻沒有50億年了，因為未來的太陽將會逐漸膨脹到死亡的這段時間裡，太陽會越來越暴躁，最終太陽會殺死太陽系內所有的生命，被死亡的太陽一併帶走！

那麼問題來，太陽到底給我們留了多少時間？

太陽是怎麼來的？

太陽很有可能是一顆三代恆星，因為太陽上金屬（氦元素以後的所有元素）物質的豐度告訴我們，太陽至少是二代恆星，但根據比例更有可能是一顆三代恆星！

太陽內核溫度大約1500萬度，大氣壓大約2500億個，這個級別能聚變到的元素大約是氧和碳，但太陽現在還沒有達到氦元素聚變的時代，因此太陽上除了氦元素以外，所有的重元素都來自於上一代恆星，甚至上上代恆星。

太陽形成於上一代恆星超新星爆發的殘骸，大於8-10倍太陽質量的恆星大都會超新星爆發，拋灑的物質在會瀰漫在恆星周圍，逐漸擴散，它可能受某地臨近天體活動的影響而開始重新開始坍縮，開始形成新的恆星。

恆星的形成過程

在開始坍縮的區域中，有可能形成一個或者多個坍縮區域，因此它有可能形成雙星或多星系統，不過太陽系運氣比較好，只是一個單星系統，假如有雙星或者三星系統的話，那真就像大劉筆下所描述的三體文明了，其實大劉忽略了一個事實，像三體恆星的行星中怎麼可能會產生生命嘛！

太陽系的形成

當然不管如何，太陽但恆了，而且太陽系中形成了一大波行星，而且第三顆行星地球和第四課行星處在宜居帶內，地球上還在太陽誕生約十億年後誕生了生命，發展到現在已經達到了研究太陽系來歷的文明等級，不算超級文明，但至少已經是脫離了低級趣味的文明。

太陽的未來要怎麼走？

要了解太陽的未來，我們必須要來了解下太陽發光的原理，因為這將和太陽的命運息息相關，太陽的能量來源有幾個：

  • 引力坍縮能：原恆星早期的能量來源，也是太陽啟動核聚變的唯一能量來源；

  • 質子-質子鏈反應：太陽主要能量來源；

  • 碳氮氧循環：太陽部分能量來源；

本文開頭說明了太陽內核的高溫和高壓，其實早先愛丁頓提出太陽能量來自氫核聚變時，科學家計算發現太陽內核的條件還不足以形成聚變，後來伽莫夫兩個原子核足夠接近時的強作用力可以克服庫倫障壁的量子力學公式，終於太陽發光開始明證言順了！

質子反應鏈：最終生成氦四

氕氕聚變生成氘，氕氘聚變生成氦三，氦三聚變生成氦四，暫時一切都安靜，到現在為止，太陽內核90%的能量都來自於這個質子鏈反應，而最終的氦四則在太陽內核慢慢積累，以待未來有一個石破天驚的機會，別說還真有，只不過不是現在，太陽正在慢慢積蓄力量！

碳氮氧循環

另一個能量來源則來自但碳氧循環，但在太陽級別恆星上，碳氮氧循環能量只佔10%，而在更大的恆星上則是其主要能量來源，美國物理學家漢斯·貝特在1939年完善了這個理論，所以說漢斯貝特是第一個發現了太陽秘密的人也沒錯。

  • 太陽紅巨星的原因

太陽核聚變區域集中在0.25R半徑處，這個位置的氫元素大約只佔太陽的1.5%，儘管兩個質子突破庫侖障壁的速度極慢，但也架不住慢慢消耗，最終將會逐漸耗盡而失去輻射壓，此時內核將會收縮，溫度將會增加，因此從外殼湧入的氫元素將會在更高的溫度下燃燒，很明顯燃燒速度會大大增加，輻射壓也會增加，此時強大的輻射壓會讓外殼膨脹，這就是早期紅巨星的來歷。

  • 太陽氦閃的原因

早期紅巨星開始燃燒時，內核氦元素積累並不夠，內核壓力並不能達到氦元素燃燒條件，因此氦元素一直都在累積中，而紅巨星時代內核的氫加速燃燒，則會大大加快氦元素堆積速度，因此當內核燃燒完完畢，開始燃燒殼層氫元素時，那麼氦閃時代就開始倒計時了，大約什麼時候呢？大約是在早期紅巨星階段開始約12.5億年！

氦閃即當氦元素累積到壓力可以達到氦聚變時，氦閃即刻發生，幾分鐘之內氦元素聚變完畢，這個超級速度的聚變速度如此之快，短時間內釋放出來的能量堪比一次迷你超新星爆發，儘管它不能將太陽的外殼炸散形成真正的超新星，但讓太陽脫層皮可是輕輕鬆鬆！

氦閃的巨大能量會讓太陽高能物質向太陽系內黃道面方向擴散，每一顆行星都有份，越近份額越高，但摧毀地球生命不需要那麼多，但太陽管夠，所以氦閃時代的《流浪地球》是最好選擇。要不然真得等死！

  • 氦閃與紅巨星時代

第一次氦閃發生後，未來的氦閃會越來越頻繁，因為溫度越來越高了嘛，但除了氦閃外，氧閃和碳閃就不太可能發生了，在每次碳閃後都會有一段時間積累氦元素，每次間隔恆星都會更快燃燒而膨脹，加上氦閃推離的超高溫物質，太陽直徑越來越大，最終將會到達地球軌道附近！但此時因為數次氦閃太陽質量大幅丟失，地球軌道會離得更遠，但即使能逃離被吞沒的命運，也逃不過高溫炙烤，所以橫豎都是死！唯一的差別是火化或者全屍！

我們還有多少時間？

廢了那麼多話，我們還有多久，真的十億年嗎？其實還不止啦，大概還有二十億年左右！之後溫度升高地球就不太適合居住了！

太陽的演化年表

未來每隔一億年溫度增加10%，那麼各位可以承受多高的溫度，然後可以在地球上生存多久就很明顯了嗎，但太陽可不止溫度升高而已，因為我們說過氦閃也會隨之而來，但當氦閃來臨時，地球早已被高溫炙烤，所以氦閃其實和人類沒啥關係，因為地球早已不再適合居住。

算起來人類還真只有是十幾億年的時間，不過對於人類來說，幾十萬年也就差不多了，這個時間之內走不出太陽系，那麼人類就別想走出太陽系了，因為並非太陽對地球虎視眈眈，還有數不清的小行星都有機會直接滅了地球，人類還真等著地球將大家烤成焦碳不成？努力吧，騷年！

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