太阳核心处的核燃料大约能用100亿年,然后它会抛掉外层物质,内核在重力作用下坍缩成一颗白矮星。 图: 哈伯太空望远镜拍摄的天狼星联星系统,在左下方可以清楚的看见天狼伴星(天狼B) 外层物质会形成直径差不多1光年的行星状星云。白矮星会继承恒星大部分的热量,依然会发出光和热。并逐渐冷却,最终成为一颗黑矮星。成为黑矮星需要的时间远超宇宙目前的年龄(138亿年),所以现在和未来很长时间内宇宙不会出现黑矮星。 图:行星状星云 虽然漂亮,但会很快消散。它只能存在短短数万年时间 木星的元素构成和太阳差不多,其质量达到了太阳系其他行星总质量的2.5倍。我们能够点燃木星,让它成为一颗新的恒星来代替熄灭的太阳吗?答案是不能! 图:太阳结构 太阳只会在其半径的30%以内进行核聚变反应,其中主要是在其半径的24%以内进行。这里的温度达到了约1500万度,物质密度是水的150倍,正因为如此,核聚变反应才能够进行。而这些条件都是由太阳的质量提供的。 据计算,要使氢的同位素氘(音:刀,最容易发生核聚变反应的元素)发生核聚变反应,天体质量要达到约13个木星质量,这样的天体被称为褐矮星(或棕矮星)。它的直径仅仅比木星大一点。它是一种次恒星。 图:地球、木星、褐矮星和太阳(未按比例) 以太阳系目前除太阳以外的物质数量,全部加于木星上,木星的质量最多达到1.5倍现在木星的质量。 所以,点燃木星是不可能的。除非是科技达到目前人类的想象能力之外的水平。 假如太阳毁灭后,引燃木星产生核爆炸反应,木星能成为第二个太阳,使人类持续生存下去吗? 这个话题中包含了三层意思,第一层是太阳毁灭后地球能否幸存?第二层则是木星能被"点燃"吗?第三层则是点燃后对地球光照的加成是多少? 一、太阳毁灭后地球能否幸存? 太阳其实不会毁灭,它的红巨星阶段中会氦闪,这将破坏太阳系内的空间生态,太阳高能物质冲击行星大气,并将之剥离,还会导致水汽蒸发殆尽,最终宜居行星将失去所有生存条件!但太阳在氦闪之后将会存在很久,最终这个红巨星气壳被抛去在太阳系中形成行星状星云又刷一次各大行星,最终太阳系将回归一片死寂!但这颗抛去气壳的核心处将诞生一颗白矮星,它将保留部分太阳质量,而其寿命则必太阳时代久远多了! 地球到那时其实已经不再有生命,还要考虑点燃木星? 二、木星能被点燃吗? 木星是太阳系中第一大行星,但它的质量距离恒星还非常遥远!在人类的科学认知中,天体走向太阳的路只有一条,即不断增加质量,一直到核心处温度足以点燃核聚变,因为人类无法达到那个温度并持续保持!核聚变不像核裂变,只要超过临界质量即可自持,并且还需要减速剂来吸收中子减慢裂变速度,从而避免失控!但聚变需要维持那个条件,氢弹爆炸也仅仅在核心处达到这个温度而已,外围并不能满足,因此氢弹引爆木星的结果仅仅是氢弹自个炸了而已,炸完后木星该怎样还怎样! 三、假如木星真的被点燃,那么地球能获得多少光照? 木星被点燃也就是一颗红矮星,当然我们可以假设木星表面温度一致,木星的直径大约是14万千米,太阳的直径是140万千米,那么表面积大约是1%(其实是1/81),木星距离地球将近4个天文单位(最远5,最近3,取中间值),那么大约就只有太阳的光度的1/1600,当然木星的红矮星折合下太阳的1/10,那么地球获得的光照就只有一万六千分之一了,假如中午赤道地区获得的光照度为100000LX计算,也就6.5LX而已! 即相当于开放公园里最低照度要求,因此即使木星被点燃,地球也就6.5LX照度而已,您觉得足够植物光合作用吗?相信肯定不行,还是要推动地球去木星的轨道才可以,但问题是红矮星的燃烧并不稳定,来一次超级耀斑,木星的卫星轨道上大部分卫星的大气就完蛋了,您还敢过去吗? 没有可能! 《流浪地球》中通过引燃木星给地球额外的动力这样的情节让很多人陷入遐想,能不能通过引燃木星让它变成另一个太阳呢? 答案很明显,不可能! 点燃木星或许有一点点可能,理论上只要有氧气就可以与木星上氢发生燃烧。但要想让木星变成太阳必须进行核聚变,并不是我们所说的燃烧那么简单! 而大神核聚变最重要的因素是必须拥有足够的质量,不然任何形式的点燃都无济于事,点燃只是化学反应,而核聚变与化学反应有本质区别! 木星的质量很大,在太阳系八大行星中,木星的质量是所有其他七大行星总质量的2.5倍! 但相对于太阳,木星的质量微不足道,太阳质量达到了木星的1000倍,更是占据整个太阳系的99.86%。而科学家们推测要想发生核聚变,至少需要70个木星的质量! 而太阳虽然很大,但也并不是所有地方都在发生核聚变,只是在核心区域发生核聚变,那里温度高达1500万摄氏度,同时压力极大,才具备核聚变的条件! 所以,木星不可能成为下一颗太阳,除非人类不断往木星上填充物质,填充69个木星质量的物质,但这现实吗? 并不现实!如果人类真的能往木星上填充如此多的物质,意味着人类科技已经足够发达了,我们肯定早就飞出太阳系银河系,甚至遍布最后了,还用得着把木星变成太阳吗? 这是不可能的,目前的木星质量是不可能会成为第二颗太阳的。 太阳的灭亡,那是因为它核心区域的氢燃烧完了,已经失去了可持续燃烧而产生向外膨胀的力,最后它会收缩,然后再因收缩产生的巨大冲击力而膨胀,变成红巨星,最终死亡。 那么对于木星呢?木星的本身是一颗巨大的气态行星,它本身也含有大量的氢元素,理论上,只要其质量足够的大,然后引力能压缩其核心区域所能达到的温度也就越高。而木星没办法燃烧起来并不是很多人所认为的那样,没有火种,所以没办法燃烧,它没有燃烧起来的实际是核心区域没办法因为引力压缩而达到核聚变反应,所以没有燃烧,没有变成恒星。 看了《流浪地球》的都应该知道,在末尾依靠地球的氧气来引燃木星上的氢的那一段,理论上,星体的燃烧侧向于核聚变的燃烧,而并非简单的化学反应,即便木星上有大量的氧气供它上面的氢进行化学反应燃烧,那燃烧的速度也肯定是非常的快的。因为正常小质量的恒星仅有核心很小的区域在燃烧,而木星的燃烧将会是一整颗星球里里外外都在燃烧,都在消耗燃料,因此通过化学反应来燃烧的木星的寿命将可以用"瞬间结束"来形容。 即便木星真的可以以现在的质量来开启核聚变反应,成为一颗超小质量的恒星,人类也是很难继续生存下去的。 太阳虽然死了,但它"尸骸"即碳氧白矮星还在,若地球还存在,那么地球以及其他系内的行星以及成为了恒星的木星依旧还是会绕着这颗白矮星运转。 地球没有了正常的日出日落,但白矮星依旧还是会像满月的月球那样照亮地球的夜晚,而木星由于体积太小,亮度及热量不够,它能给地球提供的能量或许还不如已经死亡了的太阳的大。 这涉及到两个问题。 木星能否被引燃? 太阳系的主序星太阳退休之后,太阳系会变成什么样子? 木星能否被点燃 下面是允许各种元素在恒星中发生聚变反应的恒星最小质量数据: 氢——0.08太阳质量 氦——0.5太阳质量 碳——4太阳质量 氮——大约8太阳质量 木星的大气75%的质量是氢,24%是氦,其余1%的质量由其他元素组成。但木星的质量仅仅是太阳的1047分之一(0.00095...),还达不到氢的聚合临界质量,因此根本无法启动核聚变。如果木星要成为恒星,至少也得达到如今质量的75倍,才能启动最基本的核聚变。 上图:太阳当中最典型的氘氕聚变,是门槛最低的聚变路径了,但木星仍然达不到。木星就是太阳形成时剩余的带氢残渣,而地球是氢都被吹走的石质残渣。