太陽越來越熱如何防止地球被烤熟

2024-05-14 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

作為一個物種，我們對我們的家園地球相當喜愛(盡管我們肆意的碳排放除外)。但不幸的事實是，地球注定要毀滅。總有一天，太陽將進入一個階段，使地球表面上的生命變得不可能，最終將這顆行星降為一塊悲傷、孤獨的鐵鎳塊。

好消息是，如果我們真的全力以赴——不用擔心，我們將有數億年的時間來計劃——我們可以保持我們的家園宜居，甚至在我們的太陽變得失控之後的很長時間內。

驚魂的一天

太陽正慢慢但無情地變得更明亮、更熱、更大。數十億年前，當分子集合體首次開始共舞並稱呼自己為生命時，太陽比今天暗淡約20％。甚至恐龍也知道一個更弱、更小的恒星。雖然太陽只完成了其主要氫燃燒階段的一半，在其開始死亡掙扎之前還有40多億年，但使得我們這個小世界上的生命成為可能的溫度和亮度的奇特組合將在幾億年內被侵蝕。就天文學而言，這是一瞬間。

太陽通過其存在的基本物理學種下了自己滅亡的種子。在這個特定時刻，我們的恒星正在以每秒大約6億噸的速度消耗氫，將這些原子在達到攝氏2700萬度的核烈焰中相撞。這600百萬噸中的400萬噸轉化為能量——足以照亮整個太陽系。

然而，這種核聚變反應並不完全幹淨。核燃燒產生的副產品是氦——核燃燒產生的核廢物。氦無處可去，因為深層對流循環不會觸及到氦形成的核心。因此，氦就坐在那裡，惰性的、無生命的、無用的——堵塞著這台機器。

在當前的年齡，太陽的核心溫度和壓力不足以使氦發生聚變。因此，氦妨礙了其他可以聚變的氫的核心總質量增加。幸運的是，太陽很容易彌補這一點，這種補償來自於一個稱為靜力平衡的物理學知識。

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太陽處於不斷平衡的狀態，生活在一個核刀刃的邊緣上。一邊是核聚變過程釋放的能量，如果不加控制，可能會威脅到爆炸——或者至少，膨脹——太陽。對抗這一點的是恒星本身的巨大重力，以1,027噸的氫和氦所能集中的所有力量向內壓迫。如果這種力量無人檢查，太陽自身的引力將把我們的恒星壓縮成一個比中型城市還小的黑洞。

那麼，當一股不可阻擋的力量遇到一個不可抗拒的壓力時會發生什麼？優雅的平衡——和一個可以活上數十億年的星球。如果由於某種原因，核烈焰突然升溫，那將會使恒星的其他部分升溫，並使其外層膨脹，減輕了重力壓力，並減緩了核反應的速度。如果太陽突然收縮，更多的物質將迫使自己進入核心，在那裡它將參與熱烈的核舞蹈，所釋放的能量將共同使恒星重新膨脹到正常大小。

但是，氦灰渣的存在，即核垃圾，通過置換否則會熔化的氫破壞了這種平衡。太陽不得不向內拉扯——重力是不妥協且冷漠的。當它這樣做時，它迫使核心的核反應增加猛烈，提高其溫度，這反過來又迫使太陽表面膨脹和變亮。

慢慢地、慢慢地、慢慢地，當氦繼續在太陽(或任何其他質量相似的恒星)的核心中積聚時，它會擴張和變亮以應對。很難准確預測這種變亮何時會對我們的行星造成災難——這取決於輻射、大氣和海洋之間復雜的相互作用。但一般估計我們還有大約5億年的時間生命才會變得幾乎不可能。

變暖的太陽將提高地球的表面溫度。隨著溫度升高，海洋將蒸發。由於水蒸氣是一種優秀的溫室氣體，大氣中水蒸氣的增加將導致更高的表面溫度。更高的溫度將迫使海洋蒸發更多，引發一個快速循環，很快將地球豐富的地表水都漂浮在我們的大氣中。

沒有水來潤滑地殼活動，我們的板塊將停滯不前。沒有地殼活動來從大氣中吸收碳，我們的空氣將變得濃濁。在一億年內，我們將變成金星的孿生體，金星在數十億年前經歷了類似的命運——兩個在它們自己的恒星父母手中死去的世界。