宇宙探索6太陽的末日將是生命進化的悲劇,那麼生命的意義何在?
眾所周知,太陽是我們這個星系懶以生存的能量源泉。如果沒有了太陽,地球上的人類、動物以及植物都無法生長,我們的地球的生命就會不復存在。那麼太陽有會有「死亡」的一天么?它的命運會是怎樣?
宇宙中,太陽是離地球最近的恆星。它的核心溫度高達1500萬~2000萬K,每秒都有6億多噸的氫聚變為氦,每4個氫原子核在這一過程中聚變為一個氦原子核,也就這樣太陽向外輻射出一小部分能量。地球植物的光合作用,煤、石油等物質的形成、大氣循環、海水蒸發等等,均需要太陽的能量。10億年來,地球的溫度變化很小,不超過20℃。這是太陽穩定活動的證據,也為生命的孕育、演化打下良好的基礎。
太陽釋放能量距今已經有幾十億年了,沒有間斷過,氫不斷減少,氦不斷產生,太陽的未來究竟何去何從?
恆星演化理論詮釋了「主星序階段」,即從恆星中心核內氫開始燃燒直至全部生成氦。恆星在主星序階段上稱為「主序星」。個恆星體根據各自質量在主星序中存在的時間是不同的。天文學家愛丁頓發現,恆形體的質量與他為抗衡萬有引力而產生的熱量成正比;星體膨脹速度於長生熱量成正比。產生的熱量越多,星體膨脹速度越快,相應的留在主星序中的時間越短。太陽現在就處於主星序階段,科學家計算,太陽最多有100億年左右的時間停留在主星序階段,至今已有46億年處於這一階段了。大於太陽15倍質量的恆星只能在主星序階段停留1000萬年,相當於五分之太陽質量的恆星則可以存在長達10000億年之久。
恆星的主星序階段一旦度過,進入老年期就會成為「紅巨星」。在這個階段,恆星將膨脹到大於本來10億多倍的體積,因此被成為「巨星」。之所以被加上紅字,是由於隨著恆星迅速膨脹,其外表越來越遠離中心,溫度也隨之降低,發出的光愈發偏紅。紅巨星儘管溫度降低,光度卻增大,變得極其明亮。人類肉眼能看到的亮星,就有許多事紅巨星。我們熟悉的即是獵戶星座的「參宿四」,其直徑為太陽直徑的800倍,達11億千米。若「參宿四」在太陽的位置發光,紅光會遍及整個太陽系。「主序星」到「紅巨星」的衰變過程,變化不僅外在的,內核也發生了巨變——氫核變成氦核。氫的燃燒層不斷向外擴展。
紅巨星結束後,太陽的下一個階段便是「白矮星」。外部區域迅速膨脹,氦核受反作用力向內收縮,其中的物質溫度增高,內和溫度最終將超過1億度,引發氦聚變。氦核經過幾百萬年燃燒殆盡,而恆星的外殼混合物仍然以氫為主。這時恆星結構複雜了許多:氫混合物外殼下隱藏著一個氦層,還有一個碳球埋藏在內。這樣,恆星體的核反應更加複雜,其內部溫度上升,最終使其變為其他元素。紅巨星外部與此同時也開始急劇地脈動振蕩;恆星半徑大小不定,穩定的主星序恆星變為多變的大火球。火球內部的核反映更加動蕩,忽強忽弱。恆星內部核心的密度增大到每立方厘米10噸左右,此刻一顆白矮星便誕生在紅巨星內部。
白矮星體積小,亮度低,質量大,密度高。例如天狼星伴星,體積類似地球,卻差不多和太陽一樣重!它的密度為每立方米1000萬噸左右。由白矮星的半徑和質量,算出其表面重力差不多是地球表重力的1000萬~10億倍。任何物體在這樣高的壓力下都將毀滅,即使是原子也會被壓碎;電子也將脫離原子繞軌道而自由運動。
由於沒有熱核反應來為單星系統提供能量,白矮星一邊發光,溫度以便降低。100億年的漫長歲月過去後,白矮星將停止輻射而死亡,軀體會變成硬過鑽石的巨大晶體——白矮星,在宇宙中孤單的漂浮。
科學家認為,幾十億年後,太陽會在快要滅亡時迅速膨脹,所有太陽系內的星體和星際物質都會被吞噬掉。到那時,太陽會劇烈的抖動,大量物質在脈動過程中被拋入星際空間,而太陽會失掉大部分的質量,其餘部分則縮為白矮星。銀河系中發現的大量變星表明,恆星死亡過程中脈動和質量的拋失極為普遍,一些變星每年能夠拋出等於地球質量的大量物質。為了更好的了解包括太陽在內的恆星如何滅亡,可以研究這種質量的拋失。
一些科學家認為,雖然目前還不太清楚恆星的演化過程,但50一年後,可以基本肯定太陽會成為紅巨星。隨之地球上的一切生命都會滅亡,地面溫度將高於現在兩至三倍,北溫帶夏季最高溫度會達到100℃;而地球上的海洋也會蒸發變成無盡的沙漠。太陽大概會在紅巨星階段停留10億年,光度會提高到今天的幾十倍;體積也將會極大的膨脹,若從地面觀察,會看見整個天空都是太陽。
當然,世界末日距現在還很遙遠,但提前幾十億年了解這樣的大結局,人類不禁會疑惑;生命的進化必將是一場悲劇,那其意義究竟為何呢?
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