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《流浪地球》不只是科幻,科學研究指出:太陽氦閃或已經開始

太陽,作為整個太陽系的中心天體——太陽系的幾乎所有天體(行星、小行星、流星、彗星、星塵等)都圍繞著太陽做旋轉運動,不但堅守本分地恪盡著自己的職責——為整個太陽系提供著光和熱能量,而且尤為地球上萬物的生長提供著不可或缺的生命的能量來源。甚至隨著人類科技的發展進步,很多高科技上使用的能源也多是來自太陽能量的採集。可謂是,地球上的萬物生命,片刻都離不開太陽。正是因為太陽的存在,地球才能繁衍出如此種類繁多、品種齊全的生命形式。而作為人類的我們,也才能得以安享這個舒適溫暖的地球世界。

然而,任何事物(無論有生命的還是無生命的,無論是宏觀的還是微觀的)都有其生命周期,隨著時間的向前演進,總有結束的那一天。現在我們地球上的環境舒適安逸,可供地球萬物繁衍發展,並不代表未來也會一直如此。誰能保證,太陽會一直提供給我們這樣舒適的溫度和熱量呢?故而,居安思危,未雨綢繆,並非杞人憂天,庸人自擾。也正因此,我們科學家、天文研究者和探索者們正在積極地尋找下一顆適宜人類居住生存的「地球」。

劉慈欣的「流浪地球」描寫的正是太陽未來四百年即將發生氦閃,人類通過地球上建造的一萬多台發動機欲將地球開出太陽系的五步計劃。這本是一部科幻著作,是對太陽演變晚期的一種可能推想,本無需擔憂什麼,因為根據天文物理學界對太陽年齡的估算,太陽在主序星階段可以燃燒100億年,而現在才過了46億年,還有50多億年太陽內部的氫元素才會被消耗殆盡。

無論是「流浪地球」中科幻的超前推想,還是天文物理界的計算機模擬估算,我們不妨拋開兩者,實際地分析探討一下,我們太陽的實際壽命究竟還剩多少。探索科學,探索宇宙,水木長龍與您繼續我們的探索之旅。

根據科學家們的分析,太陽的燃燒大致會分為三個階段:黃矮星,紅巨星,白矮星。黃矮星在100億年後會變為紅巨星,紅巨星在10億年後會步入白矮星階段,白矮星不再進行核聚變反應,而只是逐漸地釋放熱量,最終變為黑矮星,這一期間大約維持30億年,至此太陽一生的「熱量」算是散發完畢。

而我們地球能夠安享太陽溫暖普照的時間是54億年,事實真如此嗎?或許根本不是呢?

而在大劉寫「流浪地球」之前,便有科學研究者對太陽氫聚變的時間進行過深入研究,從計算機模擬得出的時間與科學界曾經預估的時間相差很遠,多次的模擬平均值遠小於100億年。其實,即使沒有計算機模擬程序,我們也可以推測個大概。

首先,可以看一下上世紀兒童漫畫中的太陽顏色,你會發現太陽基本上都是黃色的。而現在再看我們的太陽,很明顯是白色的。這說明了什麼?

太陽光譜型為G2V(第一位字母「G」代表光譜類型,第二位數字「2」代表光譜頻率高低,第三位羅馬數字「V」代表恆星演化階段),而「G」在光譜類型中的分類是「黃色到黃白」,溫度在5000~6000K之間。也就是說我們的太陽從上世紀的黃色演化到了本世紀的黃白色,目前正在向白色階段演化。

其次,可以留意一下上世紀與本世紀太陽的大小變化,會發現:現在的太陽不但趨於白色化,體積也沒有上世紀的大了。

以上兩種現象說明了什麼呢?研究者分析推測:太陽內部的氫聚變已經進行到了一多半,現在正在更加劇烈地聚變燃燒。那麼,現在的聚變燃燒還只是氫元素嗎?答案:很可能已經不再只是氫元素的聚變燃燒,而且還伴隨有氦元素的聚變燃燒。

詳細分析:

太陽在前半部分的氫聚變燃燒階段,之所以能維持本身的動態平衡,主要在於內核的氫聚變產生的輻射壓與太陽本身的引力處於一種大小基本相等、方向相反的平衡。隨著氫聚變的不斷發生,輻射壓逐漸會超過平衡的引力,而太陽自身的磁場膨脹速率卻遠慢於輻射壓,導致核聚變的膨脹受到一種束縛的阻礙,這種阻礙會隨著輻射壓的增大而使太陽內部的溫度和壓力呈指數級的增加,於是根本無需等到氫聚變的任務接近尾聲氦聚變就會被觸發,而是在氫元素聚變反應到一半之後,太陽自身磁場的擠壓與自身引力的牽拉就有可能點燃氦聚變。

也就是說,在氫聚變進行到一半之後,核聚變將與氫聚變共同進行。很快太陽內核溫度會達到超過一億度以上,氦聚變成的碳元素會不斷像太陽中心沉積。而隨著太陽熱能量的不斷向外擴散,太陽外殼並不會因此而像紅巨星那樣膨脹,反而會被反衝磁場(與白矮星期間阻礙引力坍縮的電子簡併壓力相似)的反作用力束縛,從而導致超溫、超壓、超密的能量進一步增大,進而進一步加快氫、氦聚變的進行。最終,等不到54億年,太陽的氫元素和氦元素便有可能都被燃燒殆盡,而最終變為一顆黑矮星。也就是說,太陽可能不會經歷紅巨星,而有可能直接跳變為白矮星,並最終演化為黑矮星。

那麼,太陽變為黑矮星的時間會多久呢?或者說,太陽燃燒完氫和氦元素會需要多久時間呢?不如更恰當地這樣問:太陽能夠保持目前這樣適宜地球萬物生長的溫度還能維持多久呢?

這需要從太陽自身引力、輻射壓與磁場膨脹速率的動態平衡來決定。或許,還有幾億年,也或許只有幾十萬年,甚至只剩下不到幾個世紀了。或許,太陽的氦閃已經開始,只是目前還沒有被人類察覺到。也許,劉慈欣的科幻作品說不定真的就變成了真的,畢竟變成真的科幻小說不止一兩部,不是嗎?或許,已經有科學家發現了太陽正在不按正常的階段演化,所以極力尋找第二個「地球」。

不管太陽還能維持地球上的生命多久,我們都必須想方設法飛出太陽系,曾有三位偉大的科學家已經提醒過我們:

尼古拉.特斯拉:只有逃出太陽系人類才能看到永久生存下去的希望。

阿爾伯特.愛因斯坦:我的質能方程被擋在了太陽系的圍欄之內。

斯蒂芬.威廉.霍金:地球如同被流放到太陽系的一座孤島。

如今,被譽為「中國當代科幻第一人」的劉慈欣似乎也正在提醒著我們什麼。

飛出太陽系是我們全人類的使命,勢在必行,不是嗎?

今天的分享就到這裡,感謝對水木的支持。

本篇文章「水木長龍」原創,轉載標明出處,謝謝!


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