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

2021-01-16 星辰大海路上的種花家

萬物生長靠太陽，這是我們小學就懂的道理！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？

太陽核聚變發現簡史

二十世紀以前的科學家非常可愛，對於太陽他們也十分好奇，但偏偏不相信神話傳說中的解釋，試圖從科學的角度來解釋太陽燃燒的原理！


早期猜測太陽可能是燒煤的，也有猜太陽是小行星不斷撞擊或者認為太陽是一顆巖漿星球不斷坍縮獲得的熱量！但這一切在大致計算出日地距離以及測量太陽平均輻射功率後戛然而止（地球為半徑的球體，每平方米輻射功率計算即可知道太陽總輻射功率）!


太陽的能量實在是太大了，遠超於任何一種燃料所能支撐的時間！因為當時發現的化石和地層的考古發現，地球的年齡似乎非常久遠，至少也得是數億年時間，這些當時科學家能想到的辦法無法解釋太陽那麼大能量的來源。


一直到英國科學家愛丁頓的輕核聚變理論，才摸到一點太陽能量來源的門道，但當時又被另一個攔路虎攔住了去路，早些時候大神史瓦西根據流體壓強計算出了太陽核心的溫度，而當時的核聚變理論在此溫度下，太陽似乎不足以發生核聚變，讓當時的科學家頗為尷尬，因為太陽就在發光，似乎正在嘲笑一臉懵逼的科學家們！


1928年伽莫夫發現了量子隧穿效應，簡單的說就是太陽中心最豐富的氫同位素氕氕可以在沒有滿足原來計算的溫度下，以量子力學的概率方式穿過原子核位勢，完成聚變！


因為氕太陽內核能量來源的起點，氕氕聚變成氘，氘再聚變成氦三，氦三氦三聚變成氦四，沒有氕氕的最初那個聚變，太陽上一切能量的原料就失去供應了，根本就不會有光發生！


太陽核聚變燃燒為什麼那麼慢

上文中，氘的產生速度決定了太陽聚變的速度，就像我們燒柴，柴火放得多，當然火就燒得旺，而太陽最關鍵的就是這一點，我們知道太陽是一個直徑大約140萬千米的等離子大火球，但在聚變發生的區域只發生在在內核附近約1/4R的位置，一個直徑約35萬千米左右的區域！


在這個位置的高溫條件大約是1300萬K，2500億個大氣壓，但即使在如此條件下，氕氕聚變仍然可能性極低，其隧穿概率大約為10^-20，所以量子隧穿效應決定了太陽內核燃料消耗的速度，因此太陽這顆恆星整個壽命期長達100億年！


當然由此我們也知道，恆星越大，溫度越高，那麼燃燒越快，壽命越短，而以太陽的每秒燒掉6.5億噸的氫元素儘管看起來很多，但太陽的質量高達1.9891*10^30千克，你就知道，這輩子你是看不到太陽燒完的那一刻了，當然即使再過十輩子也不能！


不過太陽真正能燒掉的也就中間那個核心層球體位置，絕大部分的燃料還是沒燒過，因為這個輻射層和外界沒啥對流，很少交換物質，而紅矮星則整顆恆星都是對流層，內外物質交換，它燒得更慢，更徹底，所以它的壽命更久，甚至長達上萬億年！


為什麼太陽會越來越熱？

前陣子有位讀者搞不清楚太陽每過十億年輻射會增加10%，當然筆者無法計算到底是10%還是11%，但卻知道太陽為什麼越來越熱！


太陽是一顆黃矮星，它的內核燃燒會會變成氦，但此時並沒有達到氦的聚變溫度，因此這些氦就像垃圾一樣堆積在內部，但它越積越多，引力坍縮溫度也會提升，當內核氫大致燒完後，此時外殼和內核交界處的氫會繼續燃燒，當然溫度升高燃燒速度會增加！


這就是輻射增加的原因，但這只是開始，好戲還在後頭！因為越積越多的氦終有一天會達到燃燒的溫度，而此時內核已經處於簡併態，聚變會導致熱失控（簡併態內核沒有對流輻射等方式散熱），極短的時間內，這顆大約數萬千米直徑的內核就聚變結束了！


這些能量被悶在恆星內部，但最終會洶湧的向恆星表面釋放，此時的太陽內核就像百萬頭曹-尼-瑪崩騰而過，而到達太陽表面時，會引起天文數字般的能量向宇宙空間釋放，當然最簡單的方式就如整鍋粥突然沸騰了，然後濺出來好多，這就是傳說中的氦閃！


這些濺出來的高能物質會將行星上的生命統統抹除，不過這個時候還早，現代地球的平均溫度大約在15攝氏度左右，但在未來十億年太陽的輻射只會增加，地球會越來越熱，大約再過十億年，地球上就難以過日子了，二十億年後，地球上就沒法呆了，再往後，地球就變成烤蛋，再後來就是上文說的太陽氦閃！


儘管太陽壽命還有50億年，但留給人類的就只十億年了，不過那麼久人類還沒有跑出太陽系，那麼就是燒死也只能自己認了！

延伸閱讀：人類利用的幾乎都是太陽能

現代人說起利用太陽能，第一個就會想到太陽能電池，了不起還有太陽聚光發電站，除此以外就其他的就是風能、水力以及燃煤電廠和天然氣電廠等等，但筆者要提醒一下，我們上文結局的統統都是太陽能！


風、水力是太陽輻射導致地球水汽循環、大氣循環之後的能源，而煤炭、天然氣和石油則是有機物將太陽能固化碳存在體內，之後埋藏於地下經過複雜的地質化學作用變成了石化燃料！


準確的說所有我們吃的食物都來自太陽能，真正的非太陽能只有核能和地熱，當然未來如果利用地磁發電那麼也不是太陽能！從這個角度看，太陽還真的是萬物之母！但最終太陽將自己賦予的一切予以毀滅，就像《普羅米修斯》中的人類不明白造物主為什麼要毀滅人類！


但現在的太陽就如《普羅米修斯》中的造物主，只是人類已經洞察了它的「陰謀」，能不能取得先機，就看人類造化了！


相關焦點

  • 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。
  • 太陽留給人類的時間不多了,只剩10億年,人類的希望在4光年外?
    只有極少數生活在海底熱泉附近的嗜極微生物不需要太陽能，它們依賴於化學反應產生的能量。過去46億年來，太陽一直滋養著地球萬物。但任何事物都會走向終結，太陽也不例外。那麼，太陽還能繼續「燃燒」多久呢？留給人類的時間還有多少呢？太陽本身處於一種動態平衡的狀態，一方面太陽自身的重力使其不斷向中心坍縮，另一方面太陽核心區域的氫核聚變產生巨大的輻射壓，對抗自身的重力坍縮。
  • 等不到50億年了，太陽留給人類的時間只有10億年
    雖然這些災難性的偶然事件發生的概率非常低，通常是幾千萬年的時間跨度，但無法確定未來就不會發生。如果未來沒有發生意外，地球留給人類還有多長時間呢？然而，地球上的人類也許根本等不到50億年。太陽中的氫核聚變會讓核心積累越來越多的氦，讓太陽核心變重，引力坍縮效應增強，導致內部進一步升溫，從而加快核聚變反應速率，讓太陽變得越來越熱。
  • 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
  • 太陽距離死亡還有多久?10億年,留給人類的時間已經不多了
    我們都知道太空是真空環境的，任何的熱量都會在太空中很快散開，因此除了地球之外，即便有太陽照射的地方也會很冷。正是因為有了太陽和地球的「保溫」能力，才有現在的綠意盎然，生命的誕生和存在都是得益於太陽的。所以說，太陽總有一天也會被終結的，但值得注意的是，與人類衰老死亡不同，太陽隨著年齡的增大，會變得越發狂虐，甚至會親手殺死它所創造的生命。那為什麼會變成這樣呢？太陽產生能量的方式是使氫核聚變為氦核，在這個過程中產生巨大的能量。恆星有一個特點就是它的質量越大壽命越短，也就是說如果一個恆星的質量是另一顆的2倍，那麼它的壽命是另一顆的一半。
  • 太陽留給地球的世界不久了,還有10億年,太陽就會爆炸
    太陽是一顆黃矮星，但它在不斷膨脹和變亮，未來數十億年後，太陽會爆炸成為一顆紅巨星，我們常常聽到這個說法，但這跟我們其實沒有太大關係，因為在地球因為太陽爆炸毀滅前，人類文明就可能已經不存在了。太陽的變化來自於其內部的氫核聚變。
  • 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「死亡」之前,地球或許已經毀滅,留給地球的時間或已不多
    太陽「死亡」之前，地球或許已經毀滅，留給地球的時間或已不多文/曦軒俗語有云：萬物生長靠太陽。地球生命的形成與發展離不開太陽所提供的能量。眾所周知，太陽形成至今已經有數十億年的歷史了，與地球的年齡相當，根據科學家們的推測太陽或許還剩下50億年的壽命，那麼太陽「死亡」之後人類隨著消失嗎？太陽在晚年時期會逐漸成為一個紅巨星，太陽半徑向外擴張，地球會受到影響，甚至會被吞沒。
  • 太陽現三年來最強耀斑爆發,50億年後太陽滅亡?人類文明怎麼辦
    ，科學家記錄到近3年來最強的太陽活動爆發，這是自2017年9月以來最強的太陽活動爆發，其中2020年11月上旬產生的耀斑比整個2020年的耀斑還多。既然太陽也會有滅亡的那一天，那太陽還有多長時間呢？太陽是太陽是一顆黃矮星，而黃矮星的壽命一般為100億年，目前太陽大約已經有45.7億歲了，也就是說，在大約50億年以後，太陽就會到達「終點」，內部的氫元素幾乎會全部消耗盡，再也不是我們現在看到的太陽了。
  • 太陽現三年來最強耀斑爆發，50億年後太陽滅亡？人類文明怎麼辦
    俄羅斯科學院物理研究所太陽X射線天文學實驗室網站的科學報告指出，科學家記錄到近3年來最強的太陽活動爆發，這是自2017年9月以來最強的太陽活動爆發，其中2020年11月上旬產生的耀斑比整個2020年的耀斑還多。
  • 人類的時間不多了,太陽壽命僅剩下50億年,紅矮星才是人類的歸宿
    可見太陽這一顆黃矮星，幾乎承擔著孕育生命的必備條件，不過沒有太陽，一切都不可能出現。每天早晨，每個人都沐浴著陽光的溫暖去開始全新的一天，但地球作為一顆黃矮星也僅僅只剩下50億年的生命了。等到太陽走向生命終點的那一天，地球就缺乏了生命必備的條件環境，人類自然也就不能繼續在地球上生存發展下去了。到時候人類該何去何從呢？
  • 太陽10億年後會消失嗎?在太陽消失前,我們能否達到一級文明?
    沒有任何事物是可以永遠的在地球上生存的，即使是宇宙中的星體也不例外，所有的星體都是有壽命的。科學家就曾預測，按照太陽能量的消散速度來看，太陽只剩下50億年的壽命了，也就是說人類在地球上生存的時間是有限制的，如果太陽消失，地球上的萬物都將失去了光熱，又怎麼能夠生存下去呢？
  • 太陽的壽命還剩50億年,火星才是希望
    現在的太陽已有50億歲，正值壯年，據天文學家估計，太陽能存活到100億歲，也就是說太陽還能為我們提供50億年的能量。但這並不代表地球上的生命也能與太陽一起活50億年，太陽真正留給人類的時間只有10億年。為什只有10億年呢？
  • 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。
  • 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。
  • 假如太陽突然熄滅,留給人類的時間會有多少?
    太陽其實是一顆恆星，它之所以放出光和熱其實是由於太陽內部不斷的核聚變，但是太陽內部的氫也有消耗完的一天，核聚變也有停止的一天，因此太陽也是有壽命的，只不過距離太陽死亡還有非常遙遠的距離。因此我們現在仍然可以享受著日出東方，日落西山的風光。不過，科學界免不了一些腦洞大開的研究學者，有人就提出了一個假設：假如有一天太陽突然熄滅了或消失了，地球會發生什麼？留給人類的時候還會有多少？
  • 太陽或只剩50億年壽命,如果它消失了,人類還能生存多久?
    我們在地球上生存，感知著溫度變化和四季更迭，這都是太陽的功勞，太陽作為地球最重要的陪伴者之一，在地球萬物的生成上發揮著不可替代的作用。50億年前，一片原始星雲在引力的作用下，體積不斷縮小，核心的溫度越來越高，成為了一顆恆星，隨著溫度不斷升高，太陽便由此誕生。
  • 太陽或只剩50億年壽命，如果它消失了，人類還能生存多久？
    我們在地球上生存，感知著溫度變化和四季更迭，這都是太陽的功勞，太陽作為地球最重要的陪伴者之一，在地球萬物的生成上發揮著不可替代的作用。50億年前，一片原始星雲在引力的作用下，體積不斷縮小，核心的溫度越來越高，成為了一顆恆星，隨著溫度不斷升高，太陽便由此誕生。
  • 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。