若太阳熄灭,人类八分钟后才能知道?科学家已过去10000年
宇宙中每个星系都至少有一颗恒星,恒星的作用自发现以来就让科学家们十分着迷。没有恒星,星系中的生命就无法诞生。对于有生命存在的地方,恒星发出的太阳热辐射又可以为许多生物和有机体补充能量。
人类和地球上的万物一起享受阳光带来的各种好处。生命的璀璨才发展到了今天,但万物的诞生终有尽头。若是有一天太阳熄灭了,会发生什么?人类要多久才会注意到?
即使到了现代,人们仍然对此有很大"兴趣"。有人说如果太阳熄灭,八分钟后,人类就能察觉到。然后地球会变成冰球,所有的生命都会毁灭。但事实真的是这样吗?
太阳到地球的距离
太阳到地球的距离,大约是 1AU( 以地球到太阳的距离为一个天文单位 ) 。太阳的能量主要以热辐射的形式传递到地球,也就是我们通常所说的光。也许看过日全食的朋友都知道,当月亮挡住太阳的时候,整个地球几乎都是一片黑暗。
从光的传播来说,这个过程真的只需要八分钟左右。但别忘了,这是基于一种光传播形式作为参考的假设。其实关于太阳的熄灭, 科学家说人类感知到这个事件的时间其实很长,准确的说需要 10000 年。
你可能会奇怪,为什么太阳已经熄灭了,人类竟然需要这么长的时间才能感知到这种变化。让我们回到太阳本身,找出这个问题本质上的变化。
太阳的结构
在我们的认知中,太阳是一个燃烧的火球,炽热的火焰所释放的热能是一切能量来源的基础。和行星类似,太阳也有外壳和内核的概念。太阳的外壳可以说是我们看到它变成光球的原因。实际上,可见光的形成是电子与氢原子反应产生氢离子时产生的。
此外,太阳也有自己的大气层,但它的大气层是由许多电子和辐射能组成的。最外层的日光层充满了太阳风等离子。
来到内部,这里是所有秘密的根源。太阳核心通过核聚变反应释放出巨大的能量和高能射线,光子立即被太阳等离子体吸收。
这种变化 通常发生在光子传播几毫米后 ,因为这种能量非常低,辐射到达太阳表面需要很长时间。光子的旅行时间估计在 10000 到 170000 年 之间。如果太阳核心能量突然变化,这个时间尺度和稳定恢复则需要更长时间。
本质上,太阳是一个能够进行核聚变的等离子体球体。热核反应的形成使得太阳不断释放能量,甚至在能量耗尽的那一天。太阳的变化会像一个烧红的铁球,逐渐回到冰冷的状态。
太阳"熄灭"的生命历程
既然太阳的熄灭不会是一个突然的结果,而是一个缓慢的过程,那么在这个阶段它的生命历程会发生什么变化呢?
就太阳而言,它熄灭之后还是有各种变化的。若是要最终冷却下来,这个过程必须经历。当核心氢聚变停止时,没有什么能阻止核心收缩。引力势能的释放将使太阳在未来十亿年内变得更加明亮和膨胀,逐渐成为一颗红巨星。
在不断压缩的情况下,电子逐渐挤在一起,特殊的物理特性又使它们互相排斥。
这时的太阳到了白矮星阶段,整体的温度变得平和,不会像红巨星那样不断膨胀,吞噬周围的行星。因为白矮星是由恒星演化而来,致密的质量挤压使得白矮星的密度非常高,引力也超过了恒星本身。
漫长的时间尺度
从人类能够观测到的时间尺度来看,这个过程是很漫长的,它只是太阳在熄灭之后新的开始。白矮星在宇宙中并不罕见,许多较老的恒星都演化成了白矮星。
一些质量相当大的恒星最终会变成黑洞 ,但太阳的质量远没有达到这个临界点,所以不用担心太阳系最终会被太阳吞噬。知道了这些,我们就能知道太阳的最终走向。
值得一提的是,现在的太阳是整个太阳系历史上最稳定的阶段,太阳在过去的几十亿年里变化不大。即使在未来的10 万年里,太阳也将继续稳定地向地球输出能量。如果想看到太阳熄灭的那一天,人类怕是很难看到。
当太阳走到尽头的时候,我们就可以得出传统意义上的太阳已经死亡的结论,因为太阳是恒星的一个阶段产物,阶段的结束就意味着太阳的死亡。
太阳诞生至今已有 46 亿年 。这个时间跨度已经远远超出了我们的认知,但对于宇宙来说,人类的寿命甚至不到一秒。我们能观测到的也只是最近的几万年,太阳熄灭的过程只能是初步的感知它的变化。
由于我们无法观察到足够长的时间,所以也只能在科学计算的模型中探索这种变化。对于人类来说,怎么在太阳系发展成为更强大的文明,才能和太阳走得更远。
毕竟在未来的天体演化中,人类面临的不仅仅是太阳活动的变化,还有行星运动的变化。如果人类在太阳熄灭前没有找到合适的宜居星球,等待我们的将是和太阳一样的结局。
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