太陽熄滅多久之後人類才會察覺到?是8分鐘還是1萬年?

薛定諤的貓 2021/08/12 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

 

我們人類從來都是不缺乏想象力的,在閑著沒事的時候,我們常常會去想一些稀奇古怪的問題,比如說就有人提出了這樣一個問題:太陽熄滅多久之後人類才會察覺到?

儘管這樣的事情不太可能發生,但這並沒有影響到人們討論的熱情,對此有一種觀點認為,這大概需要8分鐘的時間,還有一種觀點則認為,人類至少要等到1萬年之後才會察覺到。那麼到底是8分鐘還是1萬年呢?反正閑著沒事,不如我們也來討論一下。

第一種觀點是很好理解的,地球和太陽之間的平均距離約為1.5億公里,光在真空中速度約為每秒鐘30萬公里,而地球和太陽之間的宇宙空間可以視為真空,簡單計算一下就可以得出,太陽發出的光線需要8分鐘零20秒才能抵達地球,因此可以說,在太陽熄滅大約8分鐘之後,人類就可以察覺到。

第二種觀點則是從太陽發光的原理來進行分析,該觀點認為,太陽並不是一個整體都在燃燒的火球,從本質上來講,太陽發出的光和熱來自於其核心持續發生的核聚變反應所產生的能量,因此太陽熄滅可以理解為太陽核心停止了核聚變,這就意味著,只有太陽熄滅之前所釋放的最後一股能量傳遞到太陽表面之後,太陽才會出現變化,從而被人類察覺到。

如上圖所示,太陽內部分為核心區、輻射區和對流層,核聚變只會在其核心區發生,其釋放出的光就是伽馬射線(即頻率高於1.5 千億億赫茲,波長短於0.01埃的電磁波光子)。太陽的半徑約為6.955 x 10^5千米,這些光子以光速前進,本來只需要2.3秒就跑完這段距離,然而在太陽的內部,這些光子卻不能直線前進。

太陽的密度從外到內逐漸增大,在太陽的核心區域,物質密度已經150克/立方公分,這就意味著,光子在如此緻密的環境中,會不停地撞到別的粒子,以至於太陽內部光子的平均自由程大概只有0.1毫米至1公分,意思就是說,光子每前進0.1毫米至1公分就會與別的粒子發生一次碰撞。

所以光子在太陽內部的傳播情況大概是上圖這個樣子的,當碰撞發生之後,光子有可能被彈開,其傳播方向會發生隨機地改變,也有可能被別的粒子吸收,而該粒子會因為吸收了光子而進入激發態,在退激之後,它又會向一個隨機的方向釋放出新的光子。

光子就這樣在太陽的內部胡亂地撞來撞去,在這個過程中,還伴隨著「舊的光子不斷地被吸收,新的光子又不斷地被釋放」這樣的情況,因此太陽核心釋放的能量是需要非常長的時間才能夠傳遞到太陽表面,根據科學家的計算,這個時間至少是1萬年。

看到這裡相信大家已經有點將信將疑了,那麼從「太陽熄滅」到「被人類察覺到」,真的需要1萬年的時間嗎?其實不然,因為這種觀點沒有考慮到一個重要的因素——太陽自身的重力。

太陽的核聚變反應所釋放出的能量,除了能讓太陽發光發熱之外,還有一個重要的作用,那就是抵抗自身的重力。可以想象的是,假如太陽的核聚變反應熄滅了,那麼其內部就失去了抵抗重力的力量源泉,在這種情況下,太陽自身的重力就會佔據上風,從而使太陽慢慢地坍塌。

坍塌的程度取決於太陽內部殘留能量的多少,具體表現為,太陽內部的能量每減少一點,太陽的體積就出現一定程度的收縮。

作為地球上的萬物之源,太陽一直是人類重點觀測的對象,每時每刻都有大量的觀測設備在注意著太陽的一舉一動。因此可以說,只要時間稍久一點,太陽的這種不正常的收縮就會被人類察覺到,根本就不需要長達1萬年的時間,當然了,這個時間段肯定還是要比8分鐘長很多。

好消息是,太陽並不會坍塌為黑洞,也不會成為一顆中子星,這是因為太陽的質量還達不到成為黑洞或中子星的標準。在坍塌到一定程度的時候,太陽內部的「電子簡並壓力」就可以抵擋住其自身的重力,而這種狀態的太陽,也就轉變成了一顆白矮星。

 

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