等到蟑螂都活不下去的那一天，我们该怎么办？

让我们乐观一点，假设我们不会被原子弹炸死，不会被小行星砸死，也不会被超新星轰死。这样一算，离太阳变成红巨星，离它把地球吞没、烧焦还有60亿年时间。听起来是蛮久的。

但是别高兴得太早。世界末日会提前到来。

地球不过是太阳系内一个不起眼的小点。一个行星既要有水（据说是生命必需），又要有一个二氧化碳足够多的大气层，这样光合作用才可以进行。那么它的轨道，只能存在于某个特定的区间内。这个区间也就是所谓的光合宜居带。地球的轨道只是勉强位于这个区间内。一些科学家估计，宜居带内缘离地球750万千米，只有地日距离的5%。

最后的植物：当大气二氧化碳浓度跌至150ppm以下时，C3植物，如小麦和水稻都将死去，只剩下C4植物，如玉米、小米和烟草。Shutterstock

而这个内缘在不断地朝地球方向退缩。太阳，是一个巨大的气体球，这些气体依靠引力聚集在一起。太阳核心的氢，在高温和高压下持续地聚变成氦。一般来说，是由四个氢核聚变成一个氦核。每生成一个氦核，太阳内部的原子核数量就会减少三个，导致由内向外的压力不断下降（压力与单位体积内的原子核数量成正比），并进一步导致太阳外层对内核的挤压作用越来越强，压力、温度和聚变速度都会逐渐上升。因此，太阳的亮度每十亿年会增加10%。

太阳亮度的增加，会在地球上产生连锁反应。首先，地球大气中二氧化碳浓度会下降。温度的上升导致水和矽酸岩的反应加速，进而把越来越多的二氧化碳从大气中分离出来。就像把冬天的厚棉被，换成夏天的薄毯一样，这种改变在一定程度上会稳定行星表面的温度。

但是好景不长，变热的太阳最终会导致地球大气中的二氧化碳浓度过低。于是植物开始死去。首先离我们而去的，是那些光合分子中有三个碳原子的植物，也就是所谓的C3植物。大部分植物都属于这一类，包括小麦、水稻、大麦、燕麦、大豆、花生、椰子、香蕉、土豆、棉花和大部分树木。在2亿年内，地球大气中的二氧化碳浓度会跌破150ppm（当前水准是400ppm），所有的C3植物都将随之灭绝。

人类对C3植物的依赖性是很强的，换算成美元后，它们在全球农产品中的比例高达85%。除了C3植物以外，还有所谓的C4植物。顾名思义，它们的光合分子中拥有四个碳原子，它们的光合作用效率较高，因此适应环境变化的能力更强。虽然C4植物的数量只占全球植物总量的3%，它们的光合产出却占到全球总量的25%。为了挽救日益减少的植物，未来的我们可能会对它们进行基因改造，增加C4植物的品种。今天的C4植物包括玉米、高梁、小米和甘蔗，以及部分牧草、烟草。

连蟑螂都活不下去了。

把C3植物转化成C4植物的工作，我们现在其实就在干了。因为这样会让它们的产量增加一半左右。当大气二氧化碳浓度降到100ppm以下时，地球上的庄稼可能就只剩下C4水稻了。C4植物在这个过程中仍然会进化。所以当C3植物死光后，C4物种能够通过自然方式，填补生态系统中的空缺。

可惜当C3植物灭绝3亿年后，C4植物也撑不下去了。那时二氧化碳的浓度将跌至10ppm以下，植物全军覆没。

没有了植物，地球大气中的氧就得不到补充，动物的末日也近了。迄今为止，还没有一种非生物性产氧源能够取而代之。没有了植物，氧气成了一种不可再生资源。大型动物在几百万年中逐一窒息而亡。小型生物可能会挺得久一点。只有那些对二氧化碳、氧没有依赖性的微生物，那些靠硫、铁过活的家伙才能活下去。

所以说，区区5亿年后，地球表面就不再有人类了——至少人类已经无法离开假想中的人工环境了。而实际上情况会变得越来越糟糕。大气中的二氧化碳一旦耗尽，地球的温控器就失灵了，所以一切都笼罩在炽热的高温中。10亿年后，地球表面的平均温度不再是今天的17摄氏度，而是45摄氏度。在这种条件下，所有关键的生化反应都无法继续，地球表面的大部分地区都将寸草不生。动物只能迁徙到较为凉爽的极地；但15亿年后，即便是极地也不能幸免。连蟑螂都活不下去了。

此刻，要延缓将至的死期，我们基本上已经没有什么办法。但我们可以尝试改变地球的轨道。我们可以往天上发射一个直径100千米的小行星，让它进入椭圆轨道，每5000年经过一次地球。这样，引力的推动作用可以让地球逐渐远离太阳。只要它不和地球撞到一起。另一种方法，是在地球的背面，在与太阳相反的方向上，建造一个巨大的太阳帆。太阳帆的质量必须足够大，这样才能拖得动地球。太阳帆是风筝，太阳光子是风，地球和太阳帆间的引力是线。这个太阳帆的直径必须是地球的20倍，质量必须只有珠穆朗玛峰的2%，大约一万亿吨左右。用这样的方法，理论上可以让地球在太阳膨胀成红巨星前，一直留在宜居带内。（如果现在已经有外星人这么干了，我们是看得到的。我们只需像寻找系外行星那样，使用光度测量技术即可。）

另外一种求生方法可能复杂了点——不过也许更简单，关键在于你怎么看。未来的地球可能会成为非生物生命体的天堂。原因很简单，变亮了的太阳可以提供充足的能量。空间气候也更为宜人。今天太阳的自转周期是24天，这样的转速，足以产生强大的电磁风暴，扰乱通信，烧毁电网，破坏卫星。今天的机器人在面对太阳风暴时，一定恐惧万分。1989年的太阳风暴，曾经让加拿大魁北克地区电力输送发生故障。发生这样风暴的概率，大约是每个世纪一到两次。但随着太阳的老去，太阳的自转速度会下降，电磁风暴的强度也会变弱。

基于这些事实，未来的我们可能会把自己上传到机器中。在那样的炼狱里，以这种方式存在好像比较舒适。虽然这需要计算能力的极大进步，需要我们对神经科学有更深的理解。但在根本上，把我们的生物硬件替换成机器，并不是一件不可能的事。反正我们还有几亿年的时间来弄明白其中的原委。

（作者 Michael Hahn 和 Daniel Wolf Savin，是美国哥伦比亚大学的天体物理学家。）

Michael Hahn、Daniel Wolf Savin 文 / Sophia Foster-Dimino 图 / 老孙 译

转载须征得本头条号作者同意，未经授权，不得转载。

請您繼續閱讀更多來自 星空天文 的精彩文章:

※等到蟑螂都活不下去的那一天，我們該怎麼辦？
※要怎樣才能捱過世界末日？蟑螂都活不下去的那一天，我們該怎麼辦？
※不花一分錢，一晚上全滅，蟑螂再也不敢來你家！
※第一次看到蟑螂的貓咪，竟然被嚇暈了，這臉算是丟到家了！
※要是每家都用這個方法，蟑螂早就搬到火星去了！
※這隻貓咪第一次看到蟑螂後，竟然被嚇暈了，來人，快救駕……
※蟑螂一出現，就舉起拖鞋拍下去，專家：這方法不可取
※這隻貓咪第一次看到蟑螂後，竟然被嚇暈了，來人，快救駕
※學會這幾招，家裡再也見不到蟑螂！比殺蟲劑還有用！
※怕狗長太大，每天只喂這些！小泰迪被餓昏前，吃了一隻蟑螂充饑！
※當你還在怕蟑螂時，這隻狗已經給老虎當爹了！
※朋友見到蟑螂不驚反喜，說是晚上多了一道菜！
※貓咪第一次見到蟑螂，下一幕讓主人臉紅不已！
※這個地方的人從未見過蟑螂，第一次看到「很感動」，還要拍照！
※這3個方法做到了，想不消滅蟑螂都難！
※買只蜘蛛到家裡吃蟑螂，還真有很多人這麼做了
※蟑螂如何在沒有頭的情況下活著？
※殺蟲劑用了，衛生也搞好了，為啥蟑螂還是除不盡？你差了這3點！
※民間臘月的這一天，每家都祭拜的神，真實面貌竟是蟑螂！