《太陽浩劫》中制造特殊的核彈能夠重新點(diǎn)燃太陽嗎?可能性有多大

《太陽浩劫》是2007年的一部科幻電影,故事背景是太陽急劇老化已經(jīng)到了快要熄滅的邊緣,人類窮盡所有資源制造了兩艘飛船,兩艘飛船上攜帶著特殊的核彈可以重新點(diǎn)燃太陽。整部影片最后成功地點(diǎn)燃了太陽,使得地球上的人類得救的故事。

太陽如果快要熄滅時,我們能夠重新點(diǎn)燃太陽嗎?太陽是一顆黃矮星,主序星階段有100億年,目前已經(jīng)度過了50億年。我們想要知道是否能重新點(diǎn)燃太陽就要先了解太陽運(yùn)行的原理。太陽形成于奧爾特星云,在50億年前由奧爾特云的氣體和塵埃相互吸引融合最終形成了一顆氣態(tài)星球,主要成分由氫組成。在形成之初,巨大的質(zhì)量產(chǎn)生的引力使太陽中心的溫度達(dá)到了一億度以上,壓力達(dá)到了250萬倍大氣壓。這樣的條件下使氫核聚變可以持續(xù)發(fā)生,氫開始發(fā)生聚變反應(yīng),氫變成氦的過程中會釋放巨大的能量。這些能量向星球外爆發(fā),經(jīng)過6000年爬到太陽表面向外輻射。核聚變爆發(fā)的能量和引力向內(nèi)的壓力達(dá)到平衡,太陽就開始了100億年的穩(wěn)定燃燒。

在太陽壽命大約90億年的時候,由于太陽中心區(qū)域的氫已經(jīng)全部變成了氦,這時候就會點(diǎn)燃氦聚變繼續(xù)燃燒。但在這個時候其實太陽僅僅消耗了10%左右的氫,為什么另外90%的氫不再參與聚變反應(yīng)了呢?我們知道太陽是一顆氣態(tài)星球,引力在中心最強(qiáng),由于重力因素,比較重的氦會占據(jù)太陽中心的區(qū)域,比較輕的氫元素會在遠(yuǎn)離中心的區(qū)域。太陽其他區(qū)域的溫度和氣壓并不能讓這些區(qū)域中的氫達(dá)到聚變條件,所以這些氫并不會參與聚變反應(yīng)。在中心區(qū)域僅剩氦以后,氦元素會被點(diǎn)燃繼續(xù)維持太陽的燃燒。但因為其燃燒更劇烈,釋放能量更強(qiáng),太陽向內(nèi)的壓力不足以抵抗中心向外釋放的能量,太陽就會開始膨脹。

在接下來的10億年里,太陽會膨脹成一顆紅巨星,逐漸吞噬水星,金星,最終在熄滅前會吞噬地球。當(dāng)內(nèi)部的氦元素也全部消耗完變成碳元素后,由于碳元素核聚變所需要的條件無法滿足,太陽中心就會停止聚變反應(yīng)。沒有了能量支撐,太陽開始極速塌縮,在電光火石間就會塌縮成一顆和地球差不多大的白矮星。而我們說太陽即將熄滅的時候就是在變成白矮星之前的時候,這時候如果可以重新點(diǎn)燃太陽,那么太陽就不會塌縮。

但這有可能嗎?什么樣的核聚變可以讓太陽繼續(xù)燃燒呢?讓太陽繼續(xù)燃燒的原理說起來非常簡單,升高中心區(qū)域的壓力和溫度就可以了。碳核聚變已經(jīng)屬于重物質(zhì)核聚變了,它需要的溫度差不多要至少10億度以上,壓力也需要達(dá)到至少10億帕以上。這只是入門的門檻,如果想要重物質(zhì)持續(xù)發(fā)生聚變,這個條件還需要增加數(shù)倍。在宇宙中能夠提供這樣條件的方式只有增加恒星的質(zhì)量,比如將太陽的質(zhì)量增加一倍。但增加恒星的質(zhì)量也只是飲鴆止渴,因為恒星質(zhì)量最大,內(nèi)部的核聚變反應(yīng)就越劇烈,壽命就越短。增加太陽的質(zhì)量會讓中心的重物質(zhì)也參與聚變反應(yīng),但也僅僅相當(dāng)于給太陽打了一針強(qiáng)心針而已,持續(xù)的效果并不長。

越小的恒星擁有越長的壽命。扔一顆核彈到太陽上并不能讓它繼續(xù)燃燒,起到的作用只相當(dāng)于你往火堆里扔一片樹葉。其實讓恒星的燃燒時間增加最好的方法是降低它的質(zhì)量,將內(nèi)部的重物質(zhì)剝離。紅矮星就是比太陽小很多的恒星,它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)后和太陽不一樣,紅矮星的內(nèi)部形成了等離子對流,就像是它一邊在參與核聚變反應(yīng)一邊在攪拌一樣,整個星球中的氫都可以參與到聚變反應(yīng)中來,所以紅矮星的壽命能達(dá)到數(shù)千億萬億年,幾乎可以存在到宇宙毀滅。

所以在太陽壽命即將達(dá)到終點(diǎn)前,我們要做的不是送什么到太陽上,而是要從太陽上拿走什么。但是和太陽比起來我們就和一個病毒一樣大,想要去拿走太陽中的物質(zhì)就不用去費(fèi)那個腦筋了,因為就算把地球當(dāng)臺球捅過去也無法撼動太陽中心的物質(zhì)分毫。