【宇宙科普】太陽內部熄滅,最後的光芒可能要15萬年後才能夠到達地球

薛定諤的貓 2021/04/26 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

太陽就像一顆星星,隨時都在發光發熱,燃燒的太陽給地球帶來了光,帶來了溫暖,也給地球帶來了生命。地球是一個美麗的生命星球,能夠誕生人類,這與太陽的保育密切相關,可以說太陽是地球生命的母親,沒有太陽就沒有生命的誕生和延續。

太陽能的燃燒並非化學燃燒,而是一種核聚變反應,其內部核心是一個巨大的核聚變反應堆,它能在釋放能量的同時將氫元素不斷地聚合成氦元素。這種能量到達太陽的表面,然後繼續擴散到整個太陽系。

所以太陽可以永遠燃燒下去嗎?解決辦法就是不能,任何一種燃燒方式都需要燃料,太陽的核聚變反應也一樣,它是構成太陽的主要元素氫元素。太陽內部的核聚變反應也將在氫元素耗盡後停止,此時也就停止了。

假如太陽的核聚變反應消失了,人類還需要多久才能知道呢?也許許多人會想,太陽的光和熱要花8分鐘到達地球,那麼在8分鐘太陽熄滅後,地球也將永遠處於黑暗之中。但實際上並非如此。

像恒星一樣,太陽的質量和體積都非常巨大,其半徑大約為69.6公里,質量是地球的33萬倍。太陽內部從中心向外擴張四分之一,形成了一個溫度高達1500萬攝氏度、壓力相當於3000億大氣壓的核聚變反應區。

1/4太陽半徑的核聚變區,每秒將6億噸氫轉化為5.96億噸氦,在聚變過程中釋放出400噸左右的能量,這些能量到達太陽表面後,便形成光和熱。

太陽能的光和熱來自於內部的核聚變反應,因此,太陽內部的核聚變熄滅後,表面並不會立即熄滅,要等到內部最後一次核聚變釋放的能量到達太陽表面之後才能進行。所以,太陽內部的核聚變反應要花多少時間才能到達表面?也許朋友會說,光的速度是每秒300,000公里,太陽的半徑是69.6萬公里,根據計算,能量從內部到達表面只需要2秒多一點,因此太陽表面停止發光發熱只比內部熄滅晚2秒。

真的就是這樣麼?科學家們發現,太陽內部的能量要到達太陽表面需要一段很長的時間,但這並不能在很短的時間內完成,原因何在?在太陽內部有0.25到0.86個太陽半徑的區域就是太陽的輻射區。

這種輻射區內,物質的密度、壓力等都很高,複雜的高密度輻射區會對光子的穿梭造成很大的阻礙。光子並不是以直線方式在這個輻射區內向外移動,而是通過一個「隨機漫步」的過程。

核聚變反應產生光子後,在通往太陽表面的道路上將會有一個坎坷的過程,它會在整個輻射區內四處碰壁,經過無數次的往返,才能最終穿過輻射區到達太陽表面。這一過程需要多長時間?據科學家研究,這將花費大約150,000年。

因此,如果太陽內部的核聚變反應停止了,還需要150,000年才能使最後的光子能量到達太陽表面。這個時期,太陽的表面仍在不斷地釋放出光和熱,我們也不會知道太陽的內部實際上已經消失。只有在150,000年後,最後的光子到達太陽表面,並釋放出最後的光和熱之後,太陽才會失去它的光,那時地球也就無法接受太陽的光,人類也將知道太陽已經熄滅了。

假如150,000年後,太陽已經失去光,人類還能在地球上生存多久?也許有人會說,地球表面的溫暖和美麗的生態系統基本上都是由太陽帶來的,如果太陽失去了光和熱,那麼人類的末日也就來了,而且根本不會存在多久。真的是這樣嗎?

先要明白,地球有厚厚的大氣層保護,即使沒有光和熱,太陽熄滅後也不會立即變成冰凍世界。但是,隨著時間的流逝,地球的溫度會逐漸降低,變得更冷。因此,如果地球失去了陽光和熱量,氣溫會下降多少?

我們可以看看冥王星,它是柯伊伯帶上的一顆矮行星,曾是九大行星之一。在離太陽59億公里遠、處於太陽系邊緣的冥王星上,觀察太陽已經變得很小,因此太陽的光和熱基本上無法在這裡得到照顧。布魯托表面溫度降至-223℃。

一年後,太陽熄滅,地球表面的溫度將降至-70℃,最終將降至比冥王星更低的溫度,大約-240℃。氣溫這麼低,海洋就會凍結,大氣就會凝固,然後落到地面上,地球就會變得冰冷起來。人不能在這麼低的溫度下生活,那人該怎麼辦?

也許有些人認為,地球變成了冰凍世界,那麼人類唯一的出路就是離開地球,離開太陽系。或許的確,人類有強大的技術支援,還是有希望在冰凍的地球上繼續生存很長時間。

日落之後,地球表面沒有光和熱,就會變成冰天雪地,人類就無法生存。然而,地球的內部並不是一個寒冷的世界,而是一個非常熾熱的世界,地核溫度與太陽表面的溫度一樣高。因此,人類完全可以在地下生活,運用科技,在地球內部建造巨大的地下城市,利用地熱,建立新的生態系統。

如果地核不冷卻的話,那麼地熱可以讓我們在地球內部一直存活,而不必穿越星際到其他星系去生存。實際上,隨著人類科技的不斷進步,在掌握了核聚變技術後,人造太陽也完全可以被製造出來。

而人造太陽,即使太陽熄滅了,也不能為地球提供光和熱,那人造太陽還能擔負起繼續為地球提供光和熱的責任。地表生態也不會瓦解,生命可以繼續存在,而人類沒有必要到地球內部去生存。

由此可以看出,科技是人類的希望,只有科技的力量足夠強大,無論宇宙中發生什麼災難,我們都能輕鬆應對。這只是我們討論的一個方面,當然,在太陽核聚變停止後,即使太陽表面仍在發光發熱,我們也能知道它的內部已經熄滅。

當太陽的氫元素被消耗完後,內核就會崩塌,當核聚變停止時,外殼就會向紅巨星不斷膨脹。因此,當我們發現太陽膨脹時,就可以肯定它的內部已經消失。自然地,太陽內部的消融並不意味著地球將變成冰凍的星球,相反,隨著太陽的擴張,地球將變得更高,最終成為一個煉獄星球。

 

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