假如太阳是一个不发热的天体,地球的温度会达到多少?绝对零度?
天文学家
阿尔伯特·爱因斯坦
太阳系是地球所在的家园,它的中心是一颗不断发光发热的恒星太阳。地球能够成为生命星球,能够演化出人类,跟太阳有着直接的关系。生命的诞生需要满足很多条件,不仅是地球外部一个稳定的星系环境,更重要的还是需要星球表面需要一个适宜的温度。
地球表面的温度是如何来的?那就是太阳的能是辐射而来,地球核聚变产生的能量通过辐射来到了地球,给地球带来了光明和温暖,让地表表面诞生了植物,有了液态海洋。地球的能量约有99.97%是来自于太阳,所以我们也称太阳为地球的母球,同样也是地球生命的母亲。
没有太阳母亲对地球的热量照顾就不会有现在的美丽的生态环境,不会有温暖的气候,更不会有生命的诞生。曾经有朋友提出这样一个问题:假如太阳从诞生的那一刻起就是一个不发热的天体,那么现在的地球温度会达到多少?会低到绝对零度吗?
这是一个比较有趣的话题,假如太阳也是一颗像木星这样的气态行星,一直都不会向外界发出热量。那么地球的环境必然跟现在是完全不同的,地球在诞生的早期对于太阳热量的需求是非常少的,那个时候即使太阳不会发光发热,地球的温度仍然也非常高。
地球在刚诞生的时候,是一个熔融的世界,大量岩石的聚集收缩和内部放射性物质的蜕变会产生大量的热量。这个时候地球内部温度能够达到5000度以上,而由于当时地球的运动还没有稳定下来,地壳是非常薄弱的。
内部十分活跃产生的大量热量就会透过地壳散发出来,所以早期的地球火山爆发是十分频繁的,地表的温度自然也会非常高,达到了500摄氏度。大量火山喷发气体和尘埃又将地球包裹下来,让温度无法向太空中散发。
这样地球就像一个巨大的烤炉一样,内部的热量散不出去,整个世界比现在的金星温度还要高,环境还要恶劣可怕。这样的情景持续了有数亿年之久,随着时间的推移,地球逐渐形成了稳定的大气层,地壳也变得越来越稳定,火山的喷发也逐渐越来越少,整个星球的板块开始稳定下来。
当地球稳定下来之后,曾经火山喷发产生的大量气体和尘埃也不断向地面降落。在这个阶段虽然太阳仍旧不发热,可是地球的温度也还在温暖的范围之内,相比早期500摄氏度的高温,已经是降了很多。
可是由于太阳不发热,地球没有外部的能量来源,当天上的气体和尘埃都降下来之后,地球表面的温度也会越来越低。最后的时候可能只有零下30摄氏度,可是随着时间的推移,地球越稳定,温度下降得越厉害,最终会低到零下270摄氏度。
如此低的温度,不仅海洋会结冰变得像钢铁一样硬,而且大气层的各种气体也无法承受这种低温,不断开始液化降落地面,所以那个时候地球大气层也会结冰整个沉降到地表。地球表面会跟月球表面一样,直接跟宇宙真空环境接触。
虽然地球表面的温度低到了零下270摄氏度,可是地球并不是全部都会被冰冻,在地球的内部仍然会有不低的温度存在。我们都知道,地球的结构分为地壳,地幔和地核。从地幔开始温度就会比较高,而地核又分为内核和外核。
内核是一个铁镍的固态球体,而外核则是液态的高温金属。这种高温金属凝固得非常慢,在一个漫长的时间里,它会一直释放大量的热,让地球保持一个活跃的状态。只要这一过程一直在进行,那么地球就不会变成一颗死星。
这种内部的热量也会传输到地表,给地球带来的一些活力。当然,由于太阳一直不发热,没有外部的热量来源,地核的能量释放也是有限的,随着时间的推移,数十亿年之后地核有可能也会彻底失去活动,不再运动也不再释放能量,这个时候的地球将会变成一颗死星。
即使地核完全停止了运动,不再产生热量,地球的表面温度也不会达到绝对零度。因为这个温度目前只是理论上存在的一个极限低温。如果对温度的本质有所了解的朋友应该明白,绝对零度是永远不可能实现的,这就跟有质量的物体,它的速度再快也无法达到光速是一样的道理。
当然,太阳不会发光发热只是我们的一种假说,事实上这样的事情在宇宙中永远不会发生。恒星本身就是在质量满足了内部核聚变发生的条件之后才诞生的,如果质量达不到,天体是不会成为恒星的。
一旦成为恒星,它的中心核聚变点燃之后到超新爆发之前,是不会停止的。即使是太阳在50亿年后,走到了终点发生超新星爆发,演化为白矮星。那么白矮星同样也会释放出一定的光和热量,只不过相比于太阳是非常弱的。
而地球的表面海洋被冰冻之后也不意味着整个海洋全都是冰,因为地热能的存在,地球内部是有热量散发的,所以在厚厚的冰层之下也会有液态水的存在。这一点让我们想到了太阳系的一些冰冻星球,木星和土星的几个卫星,它们的表面被冰覆盖,那么在冰层之下也可能有液态海洋的存在。
而水是生命之源,有大量液态水存在,意味着生命有可能诞生。所以,科学家一直在猜测,在木星和土星的一些卫星上,厚厚的冰层之下可能会有生命的存在。
虽然太阳不可能不发光发热,地球不会变成一个完全冰冻的死星,但是太阳的周期性变化却有可能让地球迎来冰河期。每一次的冰河期对于生命来说都是一大考验,很多的生命无法在这样寒冷的环境中生存下去。而如果是大冰河期,持续时间长达数百万年,即使是人类有可能也无法生存下来。
当然,如果人类的科技能够更进一步,研究出了可控核聚变,那么即使大冰河期到来,人类也能够依靠核聚变的强大能源,制造人造太阳,让地球的温度升高。即使表面由于太冷我们无法生存,也可以转移到地下,只要有强大的能源支持,人类能够应对各种自然环境,这就是科技的强大和魅力所在。
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