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如果不出意外,人類還能在地球上生存多久?太陽壽命是決定因素

對於生命而言, 宇宙其實是很不友好的, 即使是被我們稱為「生命天堂」的地球也不是絕對安全, 一個典型的例子就是, 在大約6500萬年前, 地球因為一顆巨大的小行星的撞擊而發生巨變, 從而導致了稱霸地球長達1.6億年的恐龍從此消失。

如果這樣的事情再發生一次, 我們人類估計也很難撐得過去, 當然了, 像小行星撞擊地球這種事件只是一種意外, 假如運氣特別好的話, 人類在未來不一定會遇到這樣的事。 然而就算真是這樣, 地球也不可能永遠適合人類生存。

如果不出意外, 人類還能在地球上生存多久呢?

在地球上包括我們人類內的絕大部分生命都是依賴于太陽生存, 一旦太陽出了問題, 地球也就不再適合人類生存, 也就是說, 在不考慮不可預知風險的情況下, 太陽在未來如何演化就成了「人類還能在地球上生存多久」這個問題的決定因素。

其實太陽的壽命是可以計算出來的, 由於太陽向各個方向釋放出的能量都是相等的, 因此我們只需要測量出太陽每秒鐘輻射到地球單位面積上的能量值, 再將其與以太陽為中心, 日地距離為半徑的球體表面積相乘, 就可以計算出太陽每秒鐘釋放出的總能量。

在此之後, 我們根據愛因斯坦提出的質能方程式「E=MC^2」, 就可以計算出太陽在單位時間內消耗的「燃料」, 接下來將太陽的「燃料」的總量除以這個值, 就可以計算出太陽的壽命。 以我們人類現在的科技實力, 要獲得相關的資料並不難, 事實上, 科學家就是通過這種方法計算出, 太陽的「燃料」大約還可以「燃燒」50億年的時間。

(注:太陽釋放的能量其實來自於其內部的核聚變反應, 這不能稱之為燃燒, 但為了方便討論, 本文用了「燃燒」這個詞, 並特意加上了引號, 請大家注意區分)

這樣看來, 太陽留給人類的時間似乎還有很多, 但事實卻並非如此, 科學家告訴我們, 人類還能在地球上生存的時間, 其實比50億年要短得多, 這是因為太陽的「燃燒」並不是均勻的, 自從誕生以來, 太陽這個「火球」就一直在「越燒越旺」, 其在單位時間內釋放出的能量也在穩定地增加。

隨著太陽的「越燒越旺」, 地球在單位時間裡接收到的能量也會相應地增加, 這就會造成地球的溫度不斷上升, 當上升到一定程度的時候, 地球也就不再適合人類生存。

根據太陽的這種演化方式, 再輔以由高精度觀測設備得到的相關資料, 科學家計算出在大約10億年以後, 地球表面的溫度將上升至50攝氏度左右, 屆時地球上的海洋將蒸發殆盡, 人類也不可能在地球上繼續生存。

太陽為什麼會「越燒越旺」?

在太陽的主序星階段,其內部核聚變主要是「質子-質子鏈反應」(如上圖所示),我們可以簡單地將其理解為,在太陽的內部,氫不斷地聚變成氦並釋放出大量的能量,而由於太陽內部的溫度和壓強不足以點燃氦的核聚變,因此這些氦就會在太陽的內部持續堆積,從而使太陽核心的反應殼層的面積不斷增加。

很明顯,反應殼層的面積增加了,單位時間內參與核聚變的氫也會增加,太陽在單位時間內釋放的能量當然也就越來越多了,這就是太陽「越燒越旺」原因。

人類的使命

在地球形成之初,太陽傳遞給地球的能量遠不如現在這麼多,然而在那個時候,地球的大氣層中充滿了二氧化碳、甲烷等溫室氣體,這使得地球可以保持溫暖。

在此之後,隨著太陽釋放出的能量的逐漸增加,地球本該越來越熱,但地球上又及時地演化出了能夠進行光合作用的生命,在它們的努力下,地球大氣層中的溫室氣體又迅速減少,從而讓地球可以更好地散熱。

時至今日,大自然再也沒有其它的機制可以對抗「越燒越旺」的太陽,不過地球上又出現了擁有高等智慧的人類,因此如何長時間地讓地球處於一個適合生命生存的環境,就成了我們人類的使命。

好消息是,如果不出意外,人類還有10億年的時間,以目前人類科技的發展速度來看,經過這麼長的時間,人類很可能早已發展成了科學家所設想的可以操控恒星的II型文明,運氣好的話,人類甚至還可能發展成可以操控整個銀河系的III型文明,這樣就可以輕鬆地解決我們現在所預見的這個難題。

太陽為什麼會「越燒越旺」?

在太陽的主序星階段,其內部核聚變主要是「質子-質子鏈反應」(如上圖所示),我們可以簡單地將其理解為,在太陽的內部,氫不斷地聚變成氦並釋放出大量的能量,而由於太陽內部的溫度和壓強不足以點燃氦的核聚變,因此這些氦就會在太陽的內部持續堆積,從而使太陽核心的反應殼層的面積不斷增加。

很明顯,反應殼層的面積增加了,單位時間內參與核聚變的氫也會增加,太陽在單位時間內釋放的能量當然也就越來越多了,這就是太陽「越燒越旺」原因。

人類的使命

在地球形成之初,太陽傳遞給地球的能量遠不如現在這麼多,然而在那個時候,地球的大氣層中充滿了二氧化碳、甲烷等溫室氣體,這使得地球可以保持溫暖。

在此之後,隨著太陽釋放出的能量的逐漸增加,地球本該越來越熱,但地球上又及時地演化出了能夠進行光合作用的生命,在它們的努力下,地球大氣層中的溫室氣體又迅速減少,從而讓地球可以更好地散熱。

時至今日,大自然再也沒有其它的機制可以對抗「越燒越旺」的太陽,不過地球上又出現了擁有高等智慧的人類,因此如何長時間地讓地球處於一個適合生命生存的環境,就成了我們人類的使命。

好消息是,如果不出意外,人類還有10億年的時間,以目前人類科技的發展速度來看,經過這麼長的時間,人類很可能早已發展成了科學家所設想的可以操控恒星的II型文明,運氣好的話,人類甚至還可能發展成可以操控整個銀河系的III型文明,這樣就可以輕鬆地解決我們現在所預見的這個難題。

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