“主序星”不断膨胀:不必太阳燃烧殆尽,10亿年后人类便再难生存

Posted September 3, 2019 in . view . Tagged: none.

“主序星”不断膨胀:不必太阳燃烧殆尽,10亿年后人类便再难生存

早在人类探索宇宙之初,人类曾经狂妄地认为地球是宇宙的中心(托勒密-地心说),而到后来人类逐渐认识到了恒星和行星的区别,也知道了地球只是一颗围绕着太阳旋转的行星,因此就出现了哥白尼的日心说,认为太阳是宇宙的中心。可是再到后来,人类真正意识到了宇宙的浩瀚无垠无边无际,才知道太阳系不过是宇宙中的一个小小的行星系,再往上还有恒星系银河系,本星系群,室女座超星系团,是真正意义的无穷无尽。

而我们人类在地球上诞生,迄今大概也只有300万年左右的历史,至于人类文明的历史,那就只有短短几千年而已,在庞大的宇宙尺度面前,根本就是一瞬间的事情。我们知道太阳的寿命——也就是它的主序星阶段大概在100亿年左右,如今已经过了一半的时间,也就是50亿年。地球诞生迄今大概也有了46亿年,那么人类究竟能够在地球上生存多久呢?

这是许多科学家,甚至许多热爱科学的普通人都思考过的问题。在1924年的时候英国科学家莱尔,第一次提出了地球和人类的未来命运问题,虽然现在人类思考这个问题显得有些杞人忧天,但是这也是我们的子孙后代早晚需要面对的事情。那么人类究竟还能够在地球上生存多久呢?会不会发生《流浪地球》中那样的事情,人类需要从太阳系中“逃亡”呢?

我们知道太阳系中的恒星太阳正处于“主序星”的阶段,也就是稳定消耗自身的氢元素,发生热核聚变反应生成氦元素的一个阶段。根据许多人的印象,主序星阶段的恒星都是处于非常稳定的状态的,一般不会发生什么剧变,因此也能够让周围的行星处于一个比较温和的状态——如果碰巧有地球这样的幸运儿,也是存在能够孕育生命的可能的。

但是实际上主序星阶段的恒星也并非平稳得“一成不变”,而是处于一个“动态平衡”的稳态:恒星自身向内束缚物质的引力,和内部发生热核聚变反应,释放能量的斥力。而随着恒星质量的不断减小,引力也会变小,相应地恒星外部的气壳也就会随之膨胀,进而恒星的体积也就会变大。在过去的40亿年左右,太阳的体积大概增大了1/3左右,而且未来还会继续膨胀,直至大概50亿年后成为一颗红巨星。

成为红巨星的太阳,届时表面的气壳将会抵达火星的轨道,届时地球很可能会被吞噬掉,那个时候地球上肯定是不会有生命再存在的了,自然也包括我们人类。当然实际上人类根本等不到那个时候,大概再过5亿年左右,太阳的体积会增大4%,届时地球上的温度会升高十几二十摄氏度,到时候全球变暖,两级冰川融化导致海平面上升,陆地面积会变得更少;而如果在10亿年后,太阳的体积会增大10%左右,那时候地球表面的温度就会接近100摄氏度,人类自然更难生存了。

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