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如果太阳内部核聚变反应停止 地球多长时间会陷入黑暗?

时间:2021-12-21 11:51:41

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如果太阳内部核聚变反应停止 地球多长时间会陷入黑暗?

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138亿年前,一个密度无限大,质量无限大的神秘奇点因为某种未知的原因而发生了爆炸,于是宇宙诞生了。在宇宙大爆炸发生的一瞬间,时间、空间、各种物质同时迸发而出,也就是在这一瞬间,构成宇宙物质的基本单位“基本粒子”形成了,随着基本粒子的出现,质子和中子逐渐形成,不过,这个时候宇宙间还没有元素。

宇宙的“基本粒子”随着宇宙大爆炸诞生之后,又经过了数十万年的演化,才形成了宇宙最初的元素氢和氦,其中氢占到了宇宙总质量的90%,这个时候的宇宙还没有其它元素,更没有各类天体,那么其它的上百种元素是如何形成的,其实大部分都是由氢演化而来。

想要将氢演化为其它各种元素,需要一个加工厂,这个加工厂就是我们现在熟悉的恒星。恒星是宇宙中最早诞生的一类天体,它的核心处是一个核聚变反应堆,通过核聚变反应不断将宇宙中的氢元素转变演化为其它的元素,而宇宙有了丰富的元素才有了后来多姿多彩的宇宙世界,才有了地球生命的诞生,有的人类的诞生。

而太阳系之所以能够形成,能够在地球上诞生生命,诞生人类,最重要的一个因素就是有恒星太阳的帮助。正是由于地球处在宜居带,得到了适宜的阳光和温度,才有了美丽的生态环境,才能够成为生命星球。从某种角度来说,太阳就是地球生命之母,没有太阳就没有地球生命的诞生,更不会有人类的诞生。

所以,人们很害怕太阳有一天突然熄灭永远不再亮起,那个时候的地球将会迎来末日。可能古时候的人们会认为太阳是永恒不灭的,可是当人类走进科技时代之后,对太阳的本质有了了解之后,我们才明白,太阳虽然寿命无比漫长,但并不是永恒的,再过50亿年左右,太阳将会熄灭,成为一颗白矮星。

有人曾经提出这样一个问题:如果太阳内部的核聚变反应停止,地球多长时间会陷入黑暗?可能很多人会说,这么简单的问题小学生也会计算和回答,太阳到地球的距离约为1.50亿千米左右,而光在真空中的传播速度是299792458米/秒,计算后得出光子到达地球的时间约为8分钟。所以,太阳熄灭后,8分钟之后地球将陷入黑暗。

可能很多人觉得这个答案是正确的,事实真是如此吗?如果是太阳表面熄灭之后,最后的光子8分钟之后到达地球,那个时候地球也会陷入回答是正确的。可我们讨论的是地球内核处的核聚变反应停止,也就是内核先熄灭了,地球还会在8分钟之后陷入黑暗吗?答案是否定的。

可能有人觉得,光子的速度可是光速,以这样的速度,光子从内核到达太阳表面那还不是一瞬间的事?可事实上却完全不是这样,要弄明白这个问题,我们需要对太阳的结构有一个基本的了解。太阳内部虽然有着大量的氢,但是它却是一个巨大的实体天体。

太阳既然是实体结构,自然也有着自己的明显分层结构,任何一个天体它都有一个神秘的内核,太阳自然也不例外。太阳的内核是一个密度非常大的结构,其密度约为水的150倍,这一点其实很好理解,天体内部的压力是随着深度不断增加的,到达内核处是压力最大的地方,所以这里往往都巨大的压力压缩成非常致密的结构。

如果是普通的实体天体,它的内核会是一个致密的核心,可是太阳是一颗恒星,它的内核也发生了改变,那就是点燃了核聚变反应,成为了一个核聚变反应堆。而内核处通过核聚变产生的光子,想要最后到达太阳表面,可不是那么容易的,它需要穿透层层致密的结构。

科学家研究发现,太阳内核的核聚变反应产生的光子的平均自由行程约0.1MM到1CM左右,这个速度跟光速比起来就是龟速,而光子想要跨越将近70万千米的厚度到达表面约需要5200年-52万年之间。可见,光子想要逃出太阳的束缚也是拼了命才是跑出来,而且还需要漫长的时间。

通过以上的了解,相信朋友们已经明白了,太阳内部核聚变反应停止之后,虽然内核熄灭了,但是内核产生的光子需要至少5200年的时间才能到达表面,在这个时间当中,太阳表面仍然还在发光发热,不会熄灭,地球也不会很快陷入黑暗。

当然,太阳的内核核聚变反应停止之后,虽然太阳表面还没有熄灭,但是太阳仍然会发生一些变化,最明显的就是体积会不断膨胀,变得越来越大。事实上,等到太阳内核的核聚变所需的氢燃烧快要消耗完的的时候,太阳向红巨星的膨胀已经开始了,并不会等到内核完全停止核聚变反应的时候。

等到核聚变完全停止之后,太阳的膨胀速度有可能还会加快,到了这个时候水星,金星的轨道会被吞没。地球的轨道也无法生存了,地球生命和人类想要安全生活下去,有两个方法,一个是人类移民到更远一些的行星之上,比如火星。如果火星轨道也不安全的时候,只能向太阳系边缘的行星移民。

第二个方法就是带着地球一起离开,如《流浪地球》中的那样,将地球改造成一个可以移动的星球,然后离开太阳系。事实上,随着太阳膨胀的开始到最后的熄灭,人类想要真正安全生存下去,最好的退路就是离开太阳系,去其它的星系移民。

当然,想要实现星际移民,需要超强的科技实力。不过,太阳现在还是中年时期,它还有50亿年左右的寿命。即使10亿年之后太阳开始膨胀威胁到地球,那个时候的人类科技有可能已经非常强大了,或许已经成为纵横银河系的星际文明。有了强大的实力,自然向其它星系移民也不是什么难事,因此,太阳生命的终结并不会威胁到人类的生存。

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