本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文
相信很多小夥伴們都看過今年我國一部非常火的科幻電影《流浪地球》,影片中流浪地球為了擺脫木星的引力,人類點燃了木星大氣,利用產生的強大衝擊波將地球推出去,從而成功逃脫。《流浪地球》上映後引起了人們強烈的反響,不少天文愛好者開始解讀影片中提到的一些天文詞語,比如氦閃,紅巨星等。其中有關木星大氣被點燃的探討非常多,有人提出了這樣一個問題:木星氫氣含量達90%,用火能點燃嗎?可能不少朋友看完《流浪地球》中用空間站的爆炸成功將木星大氣點燃,認為現實世界,我們也可以將木星大氣點燃,事實真的如此嗎?等朋友們聽完科學家的解釋就會恍然大悟。
木星是太陽系八大行星之一,是行星老大,它的體積是地球的1300倍,質量是地球的318倍。木星跟地球的性質是不一樣的,地球是一顆巖質行星,有著明顯的固態結構。而木星只有核心處才是一個固態結構,其它的部分都是由氣體組成。所以它是一顆氣態巨行星。
木星是一個富含氫氣的星球,其高層大氣中氫氣的含量佔到了90%以上,而整個星球中氫元素的含量也佔到了70%以上,它的氫元素含量都跟太陽差不多了。可能有人認為,氫氣是一種易燃氣體,遇火很容易發生爆炸燃燒。如果是這樣,那麼木星上含量如此高的氫氣,是不是就可以用火輕鬆將它點燃?它讓成為一個大火球。可真實的情況卻正好相反,雖然木星的氫氣含量非常高,但是我們卻無法將它點燃。之所以會如此,是因為氫氣的燃燒需要和氧氣、金屬氧化物、氯氣、氟等其他氣體發生反應才能進行,然而木星上的氧氣等氣體與氧化物含量並不多,或者說並不充分,它們不會和氫氣處於飽和並被引燃。
如果木星大氣中的氫氣那麼容易被點燃,現在的木星可能早就不復存在了。要知道木星的大氣層厚達5000公裡以上,如此厚的大氣層,它內部的高溫高壓環境下,大氣流動產生的摩擦現象比地球要強大很多。而地球厚厚的大氣層流動摩擦可以產生閃電,閃電的能量相信大家都知道,那是非常強大的。
木星大氣中的閃電現象遠比地球頻繁,強度可以達到地球上最強閃電的10000倍。這樣的能量之強是我們無法想像的。如果木星大氣的氫那麼容易點燃,早就被如此強大的閃電能量給點燃了,可事實上木星大氣啥事沒有。另外由於木星質量巨大,它的引力也是非常強的,經常會有小行星流浪路過木星的時候被它的引力吸引,從而撞擊到木星上。
小行星撞擊產生的能量更是強大,它可以引發地球的火山噴發,可以造成生物大滅絕。小行星撞擊產生的能量比核彈爆炸要強大得多,可這樣的撞擊仍然無法點燃木星的氫氣。由此可見,木星上的氫氣是不可能通過外部的一些手段將它點燃的。因此,電影《流浪地球》中,利用空間站中的核能爆炸來點燃木星大氣的事情在現實中是根本不可能的。
要想點燃木星只能從其內部突破,太陽能夠燃燒是因為它核心處的核聚變反應。木星上有著和太陽差不多的氫元素含量,只有讓其內部發生核聚變反應,才能夠真正點燃大氣,讓木星燃燒起來。當然這樣的事情基本也是不可能的,木星的質量雖然非常大,但是它的內部離激發核聚變反應還差得很遠。理論上,木星的質量需要再增加80倍,才有可能激發內部的氫核聚變成為恆星中質量最小的紅矮星,從而燃燒起來。而太陽系現在早已穩定下來,也沒有足夠的物質來增加木星的質量,因此它內部的核聚變反應基本也很難自我激發了。
雖然我們現在無法做到點燃木星,但是隨著科技的發展,未來可就很難說了。要知道科技的力量是沒有極限的,發展到一定程度的時候,人類可以掌握可控核聚變,同樣也會有方法人為激發木星內部的核聚變反應,只要它內部被激活,就會形成循環,利用木星上大量的氫元素不斷發生反應,成為一顆人造恆星。當然這種恆星完全違背了我們現在對恆星質量的標準要求。
當然,即使我們未來能夠做到將木星點燃,讓它燃燒起來,可是我們也不能夠這樣做,否則對於地球和人類的生存來說可不是好事情。要知道現在一顆太陽都讓我們熱得受不了,如果那時候再多出一個太陽,那溫度還會繼續上升。而且木星可是地球的保護神,它擋在地球的前面,為地球擋住了數不盡的小行星。
如果木星被破壞或者質量不斷變小,那麼小行星撞擊地球的概率會提高很多倍,這可不是一個好消息。因此,將木星點燃和將地球挖穿是一樣的道理,即使未來的科技實力能夠做到,我們也是堅決不能夠做的,那是在毀滅地球,毀滅人類的生存家園。
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