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。