太陽有壽命嗎?地球上的生命還能維持多久?

simon0813

太陽當然也不能永恆存在,只不過比起地球生命的壽命,太陽的壽命要長得多。太陽是從由氫和氦組成的星雲中坍縮而來,由於它的核心區域有足夠高的溫度和壓力,氫原子核在這裡被聚變成氦原子核,我們在地球上接收到的光和熱就是來自於這個過程。太陽一生的絕大部分時間都處在這樣的主序階段,保持一種相對較為穩定的狀態。根據太陽的質量估計,它的壽命長達100億年,也就是說,太陽核心的氫燃料可持續聚變100億年的時間。目前太陽的年齡已有46億年,所以太陽的一生剛要過半。

等到50多億年後,氫燃料將會耗盡,氦核聚變開始被啟動,太陽將會猛烈膨脹為紅巨星。到了那時,地球可能會直接被膨脹的太陽給吞掉。或者太陽可能會膨脹到金星和地球軌道之間,導致地球會被烤焦。總之,生命不可能再繼續生活在那樣的地球上。

不過,地球上的生命很有可能維持不到那個時候,而在此之前可能就會滅絕。這是因為隨著時間的推移,太陽核心聚集越來越多的氦,導致核聚變反應速度變得越來越快,所以太陽的溫度也會逐漸升高。據估計,太陽的光度在每1.1億年裡升高1%,這意味著再過不到20億年,逐漸變熱的太陽將會使地球的溫度變得太高,導致地表的液態水蒸發殆盡,地球上的生命都會被炙熱所毀滅。

因此,未來人類需要想辦法避免這樣的結局。一種方法是通過遮蔽太陽,使輻射到地球上的熱量減少,從而使地球的溫度保持正常。另一種方法是把地球推離太陽,這樣也能使地球接收到更少的熱量。還有一種方法是離開地球,尋找或者改造另一個宜居的星球。


火星一號

太陽的青年時代:氫的燃燒

那麼當太陽最終迎來生命的終結,將會發生什麼?要想回答這個問題,我們首先必須弄清楚太陽是如何發光的。恆星形成於巨大的星雲之中,這些星雲的大部分物質成分是氫氣和氦氣,以及少量其他元素。氣體本身擁有質量,因此如果你將足夠多的氣體放在一起,它們會在自身重力的作用下發生塌縮過程。

這一收縮過程會產生大量熱量(在天文學上這被稱作“開爾文-亥姆霍茲收縮”)從而造成核心位置氣體的加熱,直到這些氣體發生電離(也就是其原子核中的電子脫離原子核,成為自由電子,從而導致原子帶電)。當達到一定臨界條件時,氫原子之間開始引燃核聚變過程,氫原子(各包含一個質子)聚變為氦原子(包含兩個質子和兩個中子)。

這一過程會以光和熱的形式大量釋放能量,而這會產生自內向外的擴張力,從而阻止其他進一步塌縮的進行。當這兩股力量達到平衡狀態時,一顆恆星便就此誕生了。

一顆恆星內部的氫燃料足夠維持其持續發光發熱長達數十億年的時間。但這些燃料總有耗盡的那天,到那時候,恆星內部的氫燃料幾乎已經全部經過核聚變轉變成了氦。此時我們的太陽便再也無法產生足夠多的能量併產生足夠強大的外向壓強來對抗自身重力的影響了,於是它將開始在自身重力的作用下繼續向內塌縮。

太陽的老年時代:氦的燃燒和地球的毀滅

但隨著越來越多氫物質經過核聚變後將氦殘渣落入核心,太陽中心位置的氦核越來越大,它開始在自身重力作用下塌縮。這種情況也將釋放能量,當然並非經由核聚變的方式,而是簡單的壓縮產熱過程。這一過程產生了額外的光和熱,造成這一時期的太陽變得格外明亮。但這股力量也同時造成了太陽的膨脹,此時它將變身為一顆紅巨星。紅巨星的光呈現一種紅色色調,因為相比現在的太陽,紅巨星階段的太陽因為體積大大增加,其最外層的表明溫度將會相應降低,於是顏色會顯得偏紅一些。

2008年的一項研究顯示,當太陽進入紅巨星階段時其半徑將變得極其巨大,最外層幾乎將抵達1.7億公里之外,從而將水星、金星和地球全部吞噬。太陽完成向紅巨星轉化的整個過程大致需要500萬年左右,相比恆星的壽命,這幾乎可以說是一瞬間的事。

另外,太陽的光度一直在以大約每10億年增加10%左右的速度持續上升。因此太陽周圍的所謂“宜居帶”範圍也將逐漸發生變化。所謂宜居帶是指恆星周圍距離適中,因而其地表溫度較為適中,允許水以液態形式在行星表面存在的區域範圍,目前太陽系的宜居帶範圍大致是在距離太陽0.95~1.37個天文單位(AU) 之間。

隨著太陽光度的上升,這一區域將逐漸向外移動。當太陽最終成為紅巨星時,火星在那之前便早就已經被納入宜居帶範圍內了。而與此同時地球距離太陽就太近了,它將在與日俱增的太陽光熱炙烤下逐漸乾涸,海洋將全部蒸發殆盡,水分子將在紫外線作用下被分解為氧氣和氫氣並全部逃逸到太空之中——在太陽真正吞噬地球之前很長時間,地球便早已成為一片不毛之地。

我們的命運

在地球上的氧氣和氫氣逐漸消失的過程中,大氣中的氮氣和二氧化碳將逐漸成為地球大氣的主要成分,就像今天的金星大氣,儘管我們目前還不能斷言當時的地球大氣中二氧化碳的濃度會不會達到今天的金星那麼驚人。這一問題的答案部分將取決於到那時地球上還有多少火山仍在持續噴發,以及當時地球上的板塊運動是否還依然活躍。

我們希望我們的後代到那時候已經變得足夠強大,也足夠有智慧,在這樣的命運到來之前便已經全體移民火星甚至是太陽系中其他更加遙遠的星球,以便躲過這一滅頂之災。


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科學家的回答是:

太陽的年歲約45億年.在此期間,它將耗去太陽核裡一半的氫.換句話說,這些“燃料”足夠太陽燃燒40-50億年.這個年限如此之長,人們完全可以高枕無憂.但是,不久前荷蘭的天體物理學家萬.傑爾.梅爾語出驚人.他根據最近幾年太陽核溫度變化的數據,得出駭人聽聞的結論:現在太陽正發生的一切類似超新星爆炸前的變化.萬.傑爾.梅爾認為,太陽核的溫度通常為華氏2700萬度,但最近這些年上升到4900萬度.如果太陽核以此速度繼續變熱,而這個過程又不可逆轉,那麼,太陽大約6年之後不可避免會爆炸.

太陽消失,8分鐘後,引力消失傳到了地球,地球沿著圓周的切線方向做直線運動。8分鐘後,光線沒有了,大地一片黑暗,然而我們的核動力電站還在工作,供應著電力,人們靠這個取暖,但是外面的嚴寒使得大地達到零下270度,所有的原來設計的工程,由於沒有考慮在零下270度的條件下工作,一切變的死寂。空氣變成了液體,氧氣變成了液態,外面的海洋變成固體,人沒有氧氣,估計3分鐘後就憋死了。一切生物都被封凍起來了。可怕的世界。沒有光,黑漆漆的。就是地獄。


心揚一九八八

對於太陽有壽命嗎?地球上的生命還能維持多久的話題,我認為,太陽和太陽系物質循環運動的週期是有壽命體現的,地球上的生命生存是與太陽的光輝壽命同步的。


為什麼會這樣說呢?根據相關天文學家對太陽核能物質燃燒狀況的推理分析與預測,太陽和太陽系已走過了約為50億年的時間,要走完這個物質運動循環週期,還有約為50億年的時間,也就是說,太陽核能物質的燃燒時間太約為100億年的壽命時間,還可以再光輝50億年。由此來判斷出,我們的太陽系正是處於週期的中期時代,也是物質誕生與變化興旺的時代。


地外天使


熊豔春

首先你言的大約對一半,另一半你得知太陽足夠十到幾十億年時間的壽命,到那時,我們的末來的地球子孫,己經坐上宇宙飛船,飛往別的能宜居住的星球他們的生存又有了,新的希望,他們的生活足夠完美,他們更愛和平與生活他們生活比我們現在過得更健康更長壽可以活一千歲,到二千歲。我們只能猜猜吧了。但願我們的太陽長壽,地球長壽,地球村更美好。


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