问伊桑:太阳什么时候会使地球无人居住?

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到目前为止,我们的地球状况良好。 自我们的太阳在大约45亿年前形成以来,我们的原生地球就已经在内部太阳系中形成了,碰撞产生了我们今天所知道的地球/月对,并且初始条件和后期轰炸相结合导致出现了海洋和大气层。 在超过40亿年的时间里,太阳不断发光,生命诞生并繁荣昌盛。 但这不可能永远持续下去! 太阳燃料的灭绝会导致我们灭绝吗? 感谢读者的询问,本周我们将讨论此问题:
太阳的核能会减少还是保持稳定? 如果太阳减少了核燃料,我们的星球还剩下多少时间生存?

如果我们忽略了地球本身(例如超级火山或生物圈中毒)或整个宇宙(强烈的碰撞,伽马射线爆炸或附近闪烁的超新星)可能引发的灾难,太阳将最终摧毁地球上的所有生命。


质子-质子链负责产生太阳的大部分能量

像我们的太阳这样的恒星致力于核聚变:从最轻,最常见的元素(氢)中合成链反应中亮度和普遍性(氦)中的第二个元素。 太阳产生大部分能量的连锁反应包括:

•两个质子形成氘,一个正电子(通过电子ni灭并发射高能质子),中微子和自由能。
•带有质子的氘核发射3氦,高能光子和自由能。
•两个氦3原子核融合在一起,得到4氦,两个自由质子和更多自由能。

这是太阳上最常见的能量来源,根据爱因斯坦的E = mc 2 ,在此反应中,四个质子的初始质量的0.7%被转换为能量。 每秒,大量的质子4×10 38变成4氦,发出大约4×10 26 W的能量。



太阳也是巨大而庞大的,由大约10 57个粒子组成。 但是,尽管数量如此之多,但太阳的总燃料供应还是有限的,如果您等待足够长的时间,太阳将燃烧其所有燃料。 更大的问题将是,太阳不会使用所有氢,而不会使用最高温度的核心氢。 直到您潜水到半径超过温度超过4,000,000 K的一半的深度时,最先的质子才会参与合成。并且仅在温度超过10,000,000 K且最大达到15,000,000 K的太阳的最深处。产生了99%的能量。



这意味着随着时间的流逝,太阳的最内层部分将更快地燃烧所有燃料。 我们可以期望,正如我们的读者所写的那样,这将意味着太阳的亮度会逐渐降低。 但是,如果没有这些反应,芯子实际上将开始在芯子内部收缩,而这种重力压缩将释放出更多的能量,从而导致温度升高。 此后,合成将比以前更快并且在更大的太阳体积中进行。 换句话说,随着时间的流逝,太阳的能量输出将会增加,这将持续40亿年!



当太阳是一颗新生恒星时,其能量输出约为今天的75-80%。 由于我们星球上的动植物,动物,海洋和大气层,我们能够适应整个太阳系历史上不断升高的太阳温度。 但是所有事物都有局限性:在某个时候,太阳的亮度会增加得如此之快,以至于地球与现在的距离相同,它的温度会升高得如此之快,以至于海洋会沸腾。 此后,类似于地球上金星发生的温室链反应-地球上会覆盖一层厚厚的云层-将会在地球上发生,并且其表面上的所有生命都将消失。



某些生命形式可能会存在于云层中,如果人类仍然存在,人类将能够弄清楚如何在这种条件下生存。 但这将在氢燃料在太阳核心耗尽之前发生。 实际上,我们的太阳将在5到70亿年内发生以下变化:

•耗尽核心中的氢。
•当氢在核周围的壳层中燃烧时,膨胀为一颗非常明亮的亚恒星。
•当温度达到临界点时,开始合成核心中的氦气。
•扩展到红色巨人。
•结果,他将掉落外层,将其变成行星状星云而死亡,核心将收缩成白矮星。



但是在短短的十二亿年中,太阳将变得如此炎热,以至于海洋将开始沸腾。 此时,我们将不得不寻找新家,因为地球表面将变得无人居住。 结果,这将是唯一的重大全球变暖,在太阳系发生大规模最终冻结之前,太阳将变得更热。 我们已经度过了人类居住的大部分时间,因此最好从剩余的时间中尽一切可能!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN405141/


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