太阳越来越热如何防止地球被烤熟

2024-05-14 | 来源: 煎蛋网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

作为一个物种，我们对我们的家园地球相当喜爱(尽管我们肆意的碳排放除外)。但不幸的事实是，地球注定要毁灭。总有一天，太阳将进入一个阶段，使地球表面上的生命变得不可能，最终将这颗行星降为一块悲伤、孤独的铁镍块。

好消息是，如果我们真的全力以赴——不用担心，我们将有数亿年的时间来计划——我们可以保持我们的家园宜居，甚至在我们的太阳变得失控之后的很长时间内。

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太阳正慢慢但无情地变得更明亮、更热、更大。数十亿年前，当分子集合体首次开始共舞并称呼自己为生命时，太阳比今天暗淡约20％。甚至恐龙也知道一个更弱、更小的恒星。虽然太阳只完成了其主要氢燃烧阶段的一半，在其开始死亡挣扎之前还有40多亿年，但使得我们这个小世界上的生命成为可能的温度和亮度的奇特组合将在几亿年内被侵蚀。就天文学而言，这是一瞬间。

太阳通过其存在的基本物理学种下了自己灭亡的种子。在这个特定时刻，我们的恒星正在以每秒大约6亿吨的速度消耗氢，将这些原子在达到摄氏2700万度的核烈焰中相撞。这600百万吨中的400万吨转化为能量——足以照亮整个太阳系。

然而，这种核聚变反应并不完全干净。核燃烧产生的副产品是氦——核燃烧产生的核废物。氦无处可去，因为深层对流循环不会触及到氦形成的核心。因此，氦就坐在那里，惰性的、无生命的、无用的——堵塞着这台机器。

在当前的年龄，太阳的核心温度和压力不足以使氦发生聚变。因此，氦妨碍了其他可以聚变的氢的核心总质量增加。幸运的是，太阳很容易弥补这一点，这种补偿来自于一个称为静力平衡的物理学知识。

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太阳处于不断平衡的状态，生活在一个核刀刃的边缘上。一边是核聚变过程释放的能量，如果不加控制，可能会威胁到爆炸——或者至少，膨胀——太阳。对抗这一点的是恒星本身的巨大重力，以1,027吨的氢和氦所能集中的所有力量向内压迫。如果这种力量无人检查，太阳自身的引力将把我们的恒星压缩成一个比中型城市还小的黑洞。

那么，当一股不可阻挡的力量遇到一个不可抗拒的压力时会发生什么？优雅的平衡——和一个可以活上数十亿年的星球。如果由于某种原因，核烈焰突然升温，那将会使恒星的其他部分升温，并使其外层膨胀，减轻了重力压力，并减缓了核反应的速度。如果太阳突然收缩，更多的物质将迫使自己进入核心，在那里它将参与热烈的核舞蹈，所释放的能量将共同使恒星重新膨胀到正常大小。

但是，氦灰渣的存在，即核垃圾，通过置换否则会熔化的氢破坏了这种平衡。太阳不得不向内拉扯——重力是不妥协且冷漠的。当它这样做时，它迫使核心的核反应增加猛烈，提高其温度，这反过来又迫使太阳表面膨胀和变亮。

慢慢地、慢慢地、慢慢地，当氦继续在太阳(或任何其他质量相似的恒星)的核心中积聚时，它会扩张和变亮以应对。很难准确预测这种变亮何时会对我们的行星造成灾难——这取决于辐射、大气和海洋之间复杂的相互作用。但一般估计我们还有大约5亿年的时间生命才会变得几乎不可能。

变暖的太阳将提高地球的表面温度。随着温度升高，海洋将蒸发。由于水蒸气是一种优秀的温室气体，大气中水蒸气的增加将导致更高的表面温度。更高的温度将迫使海洋蒸发更多，引发一个快速循环，很快将地球丰富的地表水都漂浮在我们的大气中。

没有水来润滑地壳活动，我们的板块将停滞不前。没有地壳活动来从大气中吸收碳，我们的空气将变得浓浊。在一亿年内，我们将变成金星的孪生体，金星在数十亿年前经历了类似的命运——两个在它们自己的恒星父母手中死去的世界。