如果太陽燃燒完了,地球將一片黑暗,人類如何生存?

龍山真人


圖:太陽


恆星依靠著其內部的核聚變反應發光、發熱。其質量的大小核聚變反應的速率的高低。恆星質量越大,其內部的壓力越大、溫度越高,相應的核聚變反應的速率就越快。所以,恆星的質量決定著它的整個生命週期的演化過程。


圖:恆星的演化,左邊的是低質量恆星的演化,右邊是大質量恆星的演化

如同太陽這樣的中低恆星,在經歷主序星階段後,外殼會膨脹成一顆紅巨星。太陽形成的紅巨星後,半徑達到1個天文單位。也就是說,它會膨脹到地球的軌道上來。地球就會在與太陽大氣的摩擦下逐漸失去動能,然後一頭撞入太陽核心。


圖:紅巨星與太陽的比較

紅巨星階段時間不長,在紅巨星階段拋掉外殼後的太陽只剩下了大約70%的質量,這時核聚變已經進行到碳了,但由於太陽的質量不夠大,所以核聚變反應到此為止。太陽的質量形成的壓力會壓縮組成核心的原子,使原子表面的電子壓縮到電子簡併態(最內層的軌道),電子簡併態的壓力會平衡引力引起的壓力。這時的太陽就形成了白矮星。

圖:天狼星

銀河系中97%的恆星最終的結局就是白矮星。白矮星會繼承部分恆星的熱能,使其在誕生初期表面溫度會高達二十萬開,比現在太陽表面5600開的溫度高得多。這時,太陽系內有生物存在的話,完全可以依靠這個熱輻射生活。

因為白矮星的熱量完全是繼承恆星的,它自身不會再產生熱量,所以他會慢慢冷卻,最終成為黑矮星。但由於白矮星失去溫度的速度比較慢(表面積太小,只有一個地球這麼大),到現在還沒有一顆白矮星成為黑矮星。目前最古老的白矮星依然有數千開的溫度。

所以,並不存在太陽燃燒完核聚變燃料後,人類在地球上生存的問題,因為都沒有地球了。事實上,因為太陽每過大約10億年光度就會增加10%(這也是地球在最開始的數億年沒誕生生命的原因之一),再過10億年,地球表面的溫度就會使海洋蒸發掉了。再過30億年,地球表面溫度會和現在的金星差不多,約460攝氏度。50億年後,地球的大氣就會被強烈的太陽風剝離得乾乾淨淨。

圖:金星

人類文明要想繼續延續,必須得進行星際移民。由於太陽溫度的增加,在10億年後,宜居帶就會移動到火星軌道上。人類在這時可以移民到火星上。


圖:火星殖民地

30億年後,人類應該會向木星或者土星的衛星搬家。當太陽變成紅巨星後,人類必須離開太陽系,這時的太陽會發生數次“氦閃”。每次氦閃的亮度會達到整個銀河系的亮度(1000億倍太陽主序星階段的亮度),如果人類還留在太陽系,就會受到這種致命打擊,導致全部滅亡。



那時候的人類科技應該不會害怕沒有太陽光的溫暖了。可控核聚變應該是進入了生活的方方面面。如果人類還保持著碳水化合物的形態,進行宇宙遠航也是一點問題都沒有。實際上,到那時候的人類估計和現在人類的形態完全不一樣了。如果有現代人到了那個時代,估計不會認為那時候的人會是“人”。


講科學堂


前面朋友已經說的很不錯了,我從另一個角度說說。

擔心地球會變得一片黑暗,實在是太遙遠了。即使太陽到了晚期變成了白矮星,也還有光和熱,甚至更亮更熱。但從太陽的亮度變化來看,太陽每10億年要增加10%的亮度和熱度,所以現在不是越來越黑,而是越來越亮。五六十億年後,到了太陽的末日,太陽會變得比現在亮2.2倍,地球不但亮了很多,而且溫度會比現在提高60攝氏度。這時太陽的主序星階段就要結束,就是說已經過了年富力強的階段進入了老年。

太陽的老年很短暫也很極端。由於中心部分的氫已經燃燒殆盡,開始向內收縮,而外圍還有一些殘存的氫在燃燒,就會膨脹,膨脹的直徑達到了現在太陽的200倍,到了地球的邊緣,而亮度增加了2000倍,如果地球人類還存在的話,會不會亮瞎了眼睛?這個階段大概有幾百萬年到1億年,就要結束了,結束的方式是太陽中心部分收縮,外殼爆發離去,引力變小,行星也遠離而去。這時地球如果還僥倖存在的話,也會飄離遠去。

太陽的中心進一步收縮成為了一個堅固的白矮星,開始時這個星球的表面溫度還有100000度左右,比現在的太陽6000度高多了,所以這時候的地球即使遠了許多,還是非常光明的。由於白矮星燃料已經很少,慢慢燒沒了,就變成了一個黑矮星。由於白矮星小,燃燒的慢,這個變化的時間會很漫長,漫長的令人難以想象。反正直到現在,宇宙形成了138億年,還沒有一個黑矮星出現。所以擔心地球會變一片黑暗,真的是杞人憂天憂錯了方向。

真正要擔憂的是人類過不了這麼久。不要說等到太陽變成紅巨星,就是10億年的亮度和溫度增加也過不了這坎。可能這個時候海水就蒸發殆盡了,人類怎麼存活?更有甚者,現在科學家提出地球生態、各種災難和地外文明的入侵,很可能會在1000年內毀滅地球生命,人類唯一的出路就是儘快提升文明層次,能夠應對這些災害,並能夠在幾百年內實現移民地外星球的能力,才有可能延續我們的文明。目前太陽系最接近地球環境的星球就是火星,所以美國已經規劃和啟動改造火星計劃,並準備2037年載人登陸火星,為改造火星計劃邁開第一步。人類只有精誠團結,首先不要自己毀了自己,才能謀求文明得以延續的出路。


時空通訊


我們的太陽是一顆中等質量的黃矮星,其壽命在100億年左右,再有50億年我們的太陽就會壽終正寢


恆星是氫和氦聚集到一定質量時的產物,當核聚變元素達到一定質量後,最中心的氫元素會被巨大的壓力和溫度誘發核聚變反應,質量越小的恆星核聚變反應就越弱,壽命也就越長,大質量恆星由於內部核聚變太過激烈,壽命往往只有幾千萬年。

恆星達到壽命後並不會直接熄滅,而是會根據生前質量的不同再演變成不同的天體,太陽這種黃矮星在氫元素消耗殆盡時就會劇烈膨脹為一顆紅巨星,初步估計紅巨星時代的太陽體積將逼近火星軌道,地球在此之前就會被吞噬。

太陽系紅巨星時代只能持續幾百萬年,在這之後就會因為引力的作用坍縮為每立方厘米10噸的白矮星,但不論是紅巨星還是白矮星,它們本身都會向外輻射光和熱,儘管白矮星理論上還能變成不發光的黑矮星,但宇宙的太年輕了,白矮星都還沒變成黑矮星。

其實人類最只能在地球上待10到20億年,因為太陽的熱度和亮度每10億年就會增加10%,這個增幅完全能把地球變成第二個金星或者火星,但以現在人類的技術來看,幾百年內就能離開地球甚至離開太陽系。

我們不需要為未來的人擔心


宇宙探索未解之迷


地球上所有的生命的生存都離不開太陽的光輝,但是從恆星的發展演變上來看,太陽也是有它的生命週期的,目前我們的太陽處於恆星的主序星時期,約有近50億年的年齡,預估它還可以繼續燃燒50到70億年,屆時太陽將漸漸熄滅,那麼到了那個時候,如果地球上還有人類的話,我們應該怎樣生存呢?



其實從太陽本身的演變來看,我們地球上的生態環境根本撐不到那個時候,大概在5億年之後,太陽的體積就會比現在更大一些,光照也更強烈一些,10億年之後,地球就未必再適合生命生存了。


時間再向前推,屆時地球很可能已經不再處於太陽的宜居帶之內,相當於金星現在的位置,到了太陽的晚年時期,大概50-70億年後,它將會發生內部氦閃現象,其體積將迅速膨脹,成為一顆紅巨星,而在其氦閃的那一刻,發出的強光很可能瞬間就消滅掉地球上的生物。

太陽成為紅巨星的時候,它的體積會增加到吞併地球的軌道,屆時地球將在太陽的肚子裡運行,可以說地球將進入到太陽的茫茫火海之中,這樣的話,地球的運行速度將會越來越慢,並且與地球的密度更大,它將越來越傾向於沉到太陽的中心,最終成為太陽核心的一部分。



從上面太陽的演變過程可以看出,實際上地球不適合人類生存的時間不會等到太陽熄滅,大概在5億年之後,地球生態環境就會在太陽的影響下發生較大的變化,留給人類或者說地球生命正常發展的時間,頂多不過10億年,以人類為代表的地球生命要想永久存在,就必須在這10億年之中想辦法。


那麼有什麼辦法可以開離開太陽光照的情況下可持續發展呢?方法還是有的,比如要麼調整移動地球的軌道讓它適應太陽的光照,要麼改造太陽系其他星球,不過如果我們人類能夠走出太陽系移民開發別的恆星系統,那就再好不過了,太陽系也終將是會消亡的。

雞蛋不能總放在一個籃子裡,生命的神奇也在於它追求永恆的目標,只要我們的科技可以穩健的發展,10億年的時間,足夠我們創造許許多多的奇蹟的。



人類的方向


如果太陽燃燒完了,地球將一片黑暗,人類如何生存?

其實根本不用擔心太陽燒完後地球該怎麼辦,因為那時候已經不用考慮地球了,因為太陽的紅巨星時代即會將地球徹底烤個通透,您認為還需要擔心那會地球一片黑暗嗎?不久前歐洲南天文臺利用在智利的 VLTI 光學干涉儀取得了在天鶴座的 π1 Gruis 紅外線影像 (圖二)。 π1 Gruis 是一顆亮度不穩定的年老紅巨星,在不久將來會變成行星狀星雲,其質量是太陽的 1.5 倍,但星體極度膨脹到太陽直徑的 350 倍 (相當於火星環日軌道直徑)!

您看到了嗎?一顆1.5倍太陽質量的恆星將膨脹的火星軌道,那麼太陽未來的紅巨星時代您認為能膨脹到哪個距離,即使是金星軌道地球也完蛋了,高達上千度的溫度會將地球直接送入地獄!當然太陽最終將度過自己的紅巨星時期進入白矮星時代,但那時候地球已經無法再回到過去!

太陽成為白矮星後其直徑約為180千米,但表面溫度可達數萬至數十萬度,看上去似乎比太陽溫度高得多,但其只是一顆低光度、高密度、高溫度的天體而已,光度約只有太陽的1/1000,如果您對這個還不是有很好的理解的話就相當於一顆白光的LED燈和汽車的鹵素大燈相比,儘管鹵素燈色溫比LED要低,但它的光度比單顆LED要高得多!

因此有很多人認為白矮星的高亮度依然可以照耀地球,如果那時候地球上還有人類的話,當然這個地球獲得的光照還要和發光面積相比,這個比例一拉地球獲得光照立即將變成太陽主序星時代的數萬分之一,地球就看上去可能比月光要亮一點,但可能只能維持最低廣場照明的要求了,植物等完全無法獲得足夠的光照,世界一片昏暗,前途無比黑暗!

目測看起來就是這個效果,白矮星的照耀下,出去鍛鍊跑個步應該不需要帶手電!人類如果還沒有從地球搬走的話,早已在紅巨星時代火化了,要是白矮星時代搬回來,不實現核聚變作為能源的話應該還是是死路一條!


星辰大海路上的種花家


哈哈,這個心思就不用操了。這麼說吧,人類能不能活到50億年後還是個未知數,就算能活到太陽熄滅的時候,那你也不會見到黑暗來臨,你只會被“火海”烤死或者“高溫”曬化了。

作為一顆黃矮星,太陽的一生可以說過的比較平靜。但這也不代表,它就會像一堆柴火那樣,燒完了也就熄滅了,在太陽生命的盡頭,它會因為內部的氫同位素聚變耗盡,轉而開始進行氦元素的聚變,其核心會進行坍塌,溫度會更高,這時太陽會膨脹成一顆紅巨星,因為它聚變產生的能量遠高於黃矮星時期。當然了紅巨星這一階段,不會像黃矮星那麼長壽,等待氦元素聚變為碳元素之後,就會變成一顆白矮星,end

而開頭所說的生物被火海或者高溫烤死,就是出現的紅巨星形成的時候(可能還會更早一些)。在那時太陽的體積由於膨脹,其外層會越過現在的水星,金星的位置,到達地球的位置差不多。你可以想象,當你離一堆柴火特別近的時候,你肯定會本能的往後退,因為熱輻射是在太高了,受不了,但是在那個時候,地球卻跑不了。高溫將海水蒸發,生物能被活活燙死。。。不說了,總之,如果沒有星際旅行的本領,那只有死路一條了。。。

其實,50億年距離我們海太過遙遠,我們人類還是先考慮自己吧。


賽先生科普


我小時候,第一次知道太陽不是永恆的,終有一天它會熄滅的時候,也曾經悵然若失。

這個終有一天,當時說的是50億年。

那時候太小不明白50億年到底是啥意思。直到成年之後,我才對50億這個數字有了更加清醒的概念和意識。比如,你存一個億到某個理財服務中去(比如支付寶等),為了本金不受損失,以及方便我們計算,就按3.65%的年息計算。(注:利息越高本金風險越大,理論上說小於4%的年息,通常是可以簽署保本協議的)。


那麼你每天恰好會有一萬元的利息,如果你存50億到這個理財賬戶中去,你每天就有50萬利息,注意是每天。這意味著什麼?這意味著價格八百萬的一線城市的最好中學的學區房,你也只需要16天就能買一套,半個月一套最好的學區房,這就是50億的意思,這還僅僅是它產出的利息帶給你的收益呢。

圖示:將地球的歷史約45億年,轉換成12小時,那麼人類這個物種的歷史,只有短短兩秒鐘時間。


從地球本身來說,50億年前的地球一片荒蕪,沒有生命,50億年後的地球,一片生機勃勃,而且還經歷了七次生物大滅絕呢。50億年是一個漫長得完全無法想象的時間。而就生物學家的統計,平均來說哺乳動物的物種壽命大約是200萬年,而人類這個物種的歷史也才短短20萬年罷了,而人類是否能倖存200萬年,現在是一個未知數。

從南猿開始算,人類的誕生大約花了400萬年時間。50億年時間,都夠地球誕生1250次智能文明瞭,當然這只是簡單機械呆板的數學運算,為了表示50億年究竟有多漫長,不需要當真。


在太陽熄滅之前,地球就將變得不適合居住。時間大約為10億年後。

圖示:當前地球正好處於太陽系的宜居帶(habitable zone)範圍中。


假設人類不作死,不自我毀滅,那麼未來的子孫們早在在太陽熄滅之前,就要面對太陽的危機,不是紅巨星吞噬地球的危機,而是太陽把地球烤乾烤焦的危機,太陽的核聚變並不是均勻進行的,自誕生起,每過10億年,太陽光度大約增加10%,這意味著未來的太陽將比今天輻射出更多能量,隨著太陽釋放的能量變多,太陽系的宜居帶也在發生改變。所謂宜居帶,就是保持行星地表溫度在0~100℃之間,保證地表存在液態水的溫度。而根據天文學家的估算,這意味著再過10億年,地球表面就將無法維持住液態水的環境,隨著太陽的升溫,地球的溫室效應將會加劇,最終地球將會變得像如今的金星一樣炙熱。


圖示:金星表面的溫度高達462℃,是源於其稠密大氣層的失控的溫室效應。


金星大氣由二氧化碳、水和硫酸組成。而金星的現狀很可能就是地球的未來,除非那時候的人類搞出什麼黑科技,能阻擋失控的溫室效應。但即便如此,人類終究有必須撤離地球的那一天,因為伴隨著太陽變成紅巨星的過程,地球將會被太陽徹底吞沒融化,恐怕沒有什麼黑科技,能讓人類活在液態和氣態中。

圖示:太陽膨脹成紅巨星後,恰好將地球吞沒,但是金星不會被吞沒,那麼金星是一個合適移民的家園嗎?


人類要何去何從?

2016年,天文學家Ramses Ramirez和Lisa Kaltenegger開發了一個太陽系演化的新模型,發表在天體物理學雜誌上。該研究的一個重要發現時,當太陽真的變成紅巨星那天,人類的子孫可以移居到外太陽系去,雖然外太陽系的都是巨態氣體行星,但它們的一些衛星是固體的,並且還不缺乏水,比如歐羅巴(木衛二)和土衛二,這兩個衛星都有一個岩石核心,土衛二上還有證據確鑿的地下海洋。像土衛二這樣如今被冰凍的世界在遙遠的未來可能成為人類新的家園。不過,這大概只能持續九億年時間。因為,我們的太陽不能長時間維持在紅巨星狀態,它只能維持九億年,然後就會耗盡燃料,變成一顆白矮星,釋放的能量大幅度減少。到那時,人類的子孫大概必須去別的太陽系,改造或者霸佔一個行星來讓自己延續吧。

圖示:新模型的計算表明,紅巨星時代,木星和土星將位於宜居帶中。人類可以到木星和土星的那些含有水的岩石衛星上去居住。


最後,強烈推薦新年電影《流浪地球》。它改編自《三體》作者劉慈欣的另一本獲銀河獎的科幻小說《流浪地球》。


只有無趣的答案,沒有愚蠢的問題


裸猿的故事


這或許就是杞人憂天最好的例子!

沒錯,即使永恆去太陽這樣的天體外星遙遠的某一天也會因燃料耗盡而走向滅亡,屆時地球並非是一片漆黑,但沒有了太陽光的沐浴,地球將變得一片死寂!

科學家們預測,太陽的壽命達到100億年暈左右,而目前太陽年齡為45.7億歲,正值壯年,也是我們人類的福分!

不過,50億年之後,太陽開始一步步膨脹為紅巨星,屆時體積將急劇膨脹,吞噬靠近太陽的水星,金星,甚至也有可能吞噬地球!

可以預見的是,如果屆時人類仍然存在,在太陽成為紅巨星之前我們必須提前尋找新的家園。由於太陽膨脹後,太陽系的宜居帶會外移至木星土星附近,它們的衛星家族可以成為我們的新家園。

不過那也是暫時的,太陽系遲早有一天變得徹底不宜居,我們也需要徹底離開太陽系!

但是有一個重要的前提是,我們人類足夠幸運,能夠把文明延續到如此遠的未來!如果我們在太陽成為紅巨星之前因為某些不可控因素滅亡了,太陽是否燃燒完都不再重要!

所以說,莫要擔心太陽燃燒完,很可能我們根本沒有資格去擔心!如果我們有資格擔心(延續到50億年以後),人類科技經過50億年的發展,還用擔心太陽是否發光嗎?恐怕在那之前,我們早已經飛出太陽系!


宇宙探索


太陽是有年齡和壽命的,這個是客觀事實,任何人阻止不了。

地球的未來如果還存在,一是技術發達已經可以逃離太陽系;二是隻能被太陽所毀滅;三是外星人的搭救……

太陽是太陽系唯一恆星,是氣態恆星,主要由氫氣和氦氣組成,其他成分不到2%,太陽無時無刻不在發生著核聚變反應,時時刻刻的為地球帶來太陽輻射。太能能為地球帶來了光照和照亮,沒有太陽能地球上就沒有生命。太陽能是地球兩大能源之一,另一個就是地球內能。

人類所需要的絕大部分能量都是直接或者間接來自太陽。植物通過光合作用,吸收二氧化碳釋放氧氣,並把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。而地球上的化石能源,煤炭、石油、天然氣等也是由古代埋在地下的動植物,經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。沒有太陽能也就沒有了大氣運動和風能,地球上就不會有水循環。

關於太陽的未來,美國有科學記錄片詳細介紹,有興趣的可以看一下。選擇網址搜索,即可觀看。

太陽系的結局:太陽如何變成紅巨星,衰老膨脹毀滅水星金星和地球 https://www.ixigua.com/i6472251326691541517/?utm_source=toutiao&utm_medium=feed_stream#mid=3698782831

50億年後太陽核心溫度達1億度,太陽化身紅巨星,吞噬地球 https://www.ixigua.com/i6494216541029007885/?utm_source=toutiao&utm_medium=feed_stream#mid=3698782831

簡單回答,祝好!


地理愛好者


題主對太陽如何演化可能有些誤解。即便太陽“燃燒”完了,地球不會是一片黑暗。而人類如果在太陽熄滅幾十億年前不自救,根本就看不到太陽的結局,人類早就滅絕掉了。

太陽的一生都在不斷變熱。在四十多億年前,太陽剛剛誕生之後不久,它的光度只有現在的70%。隨後數十億年,太陽在緩慢變熱,每隔一億年光度升高1%。照這樣計算下去,再過不到20億年,地球平均溫度將會大幅升高,導致地球被太陽逐漸曬乾,人類以及其他生物無法生存。如果這道坎能跨過去,我們才有可能見證太陽的結局。

從現在開始再過50億年左右的時間之後,晚年的太陽會向紅巨星演化,那時的太陽將會大到吞併水星和金星,而地球有可能也無法倖免。即便地球沒被太陽直接摧毀,那時的太陽也足以讓地球變成“火球”。

在紅巨星之後,太陽核心將會坍縮成比地球還小的白矮星,靠著餘溫還能繼續發光數十億年。那時的太陽系將會變得不宜居,如果人類還在的話,早應該想辦法離開太陽系,去尋找新的世界。


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