?失望！太陽可能會最終“吞掉”地球

關(guān)于太陽和地球的最終結(jié)局，我給大家?guī)砹艘恍┖孟⒑筒缓玫南ⅰ?/p>

好消息是當(dāng)太陽開始死亡并膨脹成一顆紅巨星時，我們會擁有一個很好的“座席”來觀察這個場景。

而不幸的消息是：這個“座席”將位于太陽內(nèi)部！

怎么樣？

不過也不用太過恐慌，因為你可以等到70億年后再擔(dān)心這些，那時這一幕才會上演。

關(guān)于像太陽這種恒星的死亡問題，幾天前我寫過一些內(nèi)容，這里再簡要概括一下：

太陽當(dāng)前是一顆非常穩(wěn)定的恒星，氫在其內(nèi)核進行聚變反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氦和能量。從內(nèi)核釋放到外層的能量支撐著太陽的膨脹，就像一個鼓起來的熱氣球一樣。這個過程已經(jīng)進行了40億年，這就是我們當(dāng)下所處的階段。

但是隨著時間的推移，太陽內(nèi)核的氦元素越積越多，而氦只有在更高的壓力和溫度下才會參與聚變，因此內(nèi)核的氦元素只是惰性的待在那里并緩慢的被加熱而已。大約60億年之后，內(nèi)核的氫元素耗盡，內(nèi)核將收縮并升溫，導(dǎo)致氫元素在內(nèi)核外形成一個比較薄的核聚變的殼層，然后導(dǎo)致更多的氦加入內(nèi)核，內(nèi)核進一步壓縮并升溫，再過幾億年之后，即可達(dá)到氦元素核聚變的臨界點，導(dǎo)致氦開始進行核聚變反應(yīng)。上面的過程不斷重復(fù)，但氦聚變成了碳和氧元素，在內(nèi)核中開始積累，并釋放大量能量。

這個過程在太陽核心的深處發(fā)生，而外層會受到影響，雖然緩慢，但確實會受到影響。當(dāng)氫的外殼聚變反應(yīng)時，外層將會極大的膨脹，使太陽變?yōu)橐活w紅巨星，而當(dāng)氦開始聚變反應(yīng)時，它將會縮小一些，然后又由于碳和氧的堆積再次膨脹。

圖中左下角的那個小黃點是當(dāng)前處于主序星階段的太陽大?。?40萬公里，0.01天文單位），約70億年后它會膨脹到紅色區(qū)域這么大（1.5億公里，將近2個天文單位，一個天文單位是當(dāng)前地球和太陽的平均距離），貢獻者：烏娜?瑞塞內(nèi)

這個看上去有點有趣，當(dāng)然這個有趣的意思是指向太陽系內(nèi)側(cè)的行星點燃一個噴燈！

當(dāng)太陽變成紅巨星時，它會膨脹到吞沒水星和金星，這兩顆行星會在太陽內(nèi)部幸存一陣子，然后在等離子體中它們會越轉(zhuǎn)越慢，逐漸落向太陽核心并最終被汽化。

而地球的命運并不太確定。當(dāng)太陽膨脹時，它會向外吹出一種亞原子粒子形成的風(fēng)，和太陽風(fēng)類似，但是要致密的多。而太陽會失去部分質(zhì)量，導(dǎo)致它的引力下降，引起行星軌道的擴張。但是地球恰好在被太陽吞沒和逃離太陽的分界線附近，它的命運要看具體的物理情況，比如太陽究竟會失去多少質(zhì)量。我已經(jīng)在各個期刊上看到來來回回的反復(fù)爭論了。

這幅藝術(shù)想象圖描述了當(dāng)太陽成為紅巨星時，如果地球處于太陽外面，它是如何遭受炙烤的。貢獻者：維基共享資源

我最近正好和以前的碩士學(xué)位顧問諾姆?索克討論過瀕死恒星的事情，他隨口提起他做過的數(shù)學(xué)計算。在2018年發(fā)表的一篇論文中，他研究了太陽究竟會失去多少質(zhì)量的問題，如果一顆瀕死恒星吞噬一顆木星一樣大的行星，那么這顆大行星在旋轉(zhuǎn)過程中會帶走恒星的很多物質(zhì)，就像一個叉子攪起一碗生雞蛋一樣。然后恒星就會旋轉(zhuǎn)得更快，導(dǎo)致它更容易拋掉物質(zhì)。許多恒星在它們附近都存在這種大質(zhì)量的行星。

但是如果恒星周圍缺少這種大質(zhì)量行星，它就不會失去那么多質(zhì)量，也就是在恒星的擴張過程中，它仍然可以抓住它近處的行星。

是的，我們太陽系正屬于這種情況，水星和金星并不會在太陽內(nèi)部掀起什么風(fēng)浪，它們只會漸漸死亡，因此太陽風(fēng)不會很強，太陽也會保住更多的質(zhì)量，它的引力不會下降得很厲害。

這意味著地球會位于太陽這顆紅巨星之內(nèi)，遭到太陽的吞噬。

此圖上半部分表示從現(xiàn)在往后75億年開始，太陽半徑相對于當(dāng)前太陽半徑的變化，而下半部分的圖表示以地球軌道大小來衡量的太陽半徑。不同的顏色表示不同的物理模型計算結(jié)果，但總之我們會看到太陽不斷的擴張、收縮、再擴張的變化。下半部分圖中，當(dāng)太陽大?。ㄒ缘厍蜍壍来笮砗饬浚┐笥?時，地球便處于太陽之中了?？梢钥闯觯谀承┠Ｐ椭袝霈F(xiàn)這樣的結(jié)果。貢獻者：索巴齊、索克

注意，即使是另一種情況也很不妙。那時地球就算位于太陽的外面，太陽也會膨脹到占滿地球的天空，它的熱量足以讓地球的巖石沸騰，因此無論地球在太陽的內(nèi)部還是外部，這只是一個技術(shù)性的細(xì)節(jié)問題。不管是哪種結(jié)局，我們的行星都會被烤熟。

再提醒你一下，我們討論的事情距離目前有70到80億年，如果你在擔(dān)心你的養(yǎng)老金和即將到來的選舉，那么不用擔(dān)心它的影響。并且太陽在緩慢的升溫，大概幾億年之后，地球就將無法居住。

好可怕！

我真的希望在那遙遠(yuǎn)的未來無論人類變成什么樣子，我們能夠在星系中尋找更涼爽的地方。誰知道呢，也許我們會把地球拖到一個安全距離上（當(dāng)然，坦率地說，這比較難，因為當(dāng)太陽進入紅巨星階段時，它的波動很大，地球?qū)⑿枰獣r不時的進行拖動才行）

我一般會從科學(xué)價值方面去看待事情，甚至也會有感性的時候，但是我們還需要關(guān)注更多的事情。對未來的探索總是非常有趣的，我們會學(xué)到很多，但是我學(xué)到的是我們需要珍惜當(dāng)下的時光，并不懈努力以獲得最好的結(jié)果。沒有什么是永久存在的，即使是恒星和行星。

BY: Phil Plait

FY: TelescopeX

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