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三分钟了解太阳的前世今生和未来

时间:2023-05-06 07:48:01

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三分钟了解太阳的前世今生和未来

太阳作为太阳系的中心,已经在太空中燃烧了46亿年。据测算太阳的寿命约为100亿年,以人类的年纪来看,太阳现处于稳定的中老年时期。地球上几乎所有的自然系统能量都来自于太阳,通过太阳光的光热作用传递到地球。对于我们人类而言,太阳更是重要。我们每天沐浴在8分钟前从太阳出发的平均年龄在二十万年以上的太阳光里,消耗着最初由植物通过光合作用储存的能量,在地球上随太阳遨游在无尽的虚空里。太阳对于我们如此重要,下面就简单介绍下太阳的前世今生和未来。

在此之前,我们先大概了解下太阳:太阳直径1392000千米,体积约为地球的130万倍,质量约为地球的33万倍。绝大部分(约为98%)是氢元素和氦元素,剩下的是碳、氧、氮、铁等其他元素,氢氦两种元素中氢又占四分之三。其压力、温度、密度由外到内逐渐升高。核心体积不到总体积的2%,质量却超过一半,温度更是高达1500万℃(表面温度约为6000℃),是太阳系的元素转换工厂,也是太阳系的动力核心。太阳光即在这里诞生,因核心密度极大,光在此的速度只有1毫米/秒,传播到太阳表面大约要20万年,从表面到地球又要8分钟,因此我们看到的太阳都是8分钟前的太阳。

前世:在46亿年或更早之前,现在太阳的位置是一片混沌的星云。或许是受超新星冲击波的影响,也或者是其他原因,原本冰冷安静的星云某处出现了氢气团,气团的产生打破了星云的平衡,因为引力的影响星云开始了聚集。随着聚集的星云越来越多,质量也随之增大,引力也因此越来越大,原本的结构已不能承受,气团开始坍缩。坍缩使气团核心密度逐渐增大,压力和温度也随之越来越高,逐渐到了一个临界点,氢原子开始了核聚变,由氢元素聚变为氦元素,太阳就此被点燃,太阳正式诞生。

现在:因为引力,所有的星体包括太阳都是坍缩的,与此同时,在太阳核心处又在不停的发生着氢元素聚变为氦元素的氢氦聚变,在此过程中,太阳损失了极少部分质量,根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2可以得知损失的质量产生了极大的能量,这股能量又产生向外的作用力,使太阳又有一种向外张开的趋势,这与因引力产生的坍缩形成了看似脆弱实则十分稳定的平衡。

太阳现在的状态就是一个平衡的产物。这种状态并非一成不变,太阳核心一直在不停的发生着核聚变,每秒大概转换500万吨的质量,从太阳诞生到现在,太阳已经燃烧了一半左右的氢元素,长久的燃烧使太阳外层积累了越来越多的能量,再加上因质量降低产生的引力减小,太阳外层一直处在向外膨胀中,随之而来的是亮度增高,大约每十亿年太阳亮度会增加10%。

未来:大约50亿年后,太阳上几乎所有的氢元素都已被聚变为氦元素,太阳已无能量可用,平衡即被打破。太阳又开始坍缩,核心密度变大,压力和温度也随之更高,氦元素开始核聚变成碳元素。这个过程比氢氦聚变剧烈的多,释放的能量也更多。此时的太阳外层受力就会加速膨胀,太阳半径可能有现在的200倍,极有可能膨胀至现在地球所在的公转轨道上。此时的地球因为太阳质量的降低受到的引力减小,会处在比现在更外面的轨道上。但与现在的日地距离相比还是离得太近了。再加上此时太阳辐射的能量远远大于现在,地球已是一颗被烤焦的星球。其实如果人类不干预的话。

10亿年后,地球的环境可能已经不适合人类居住。10亿年后太阳外层已膨胀到足以威胁人类生存的地步,肆虐的太阳风会吹走地球的大气,过高的温度会使地球表面没有液态水的存在,人类的生存环境会极其恶劣。回归到之前的讨论。50亿年后太阳核心的氦元素会全部转变成碳元素。因为太阳的质量不足以坍缩成碳元素聚变的环境。太阳核心会熄灭变成一颗死寂的白矮星。外层膨胀的大气因失去能量供给会很快冷却。也许会被木星等其他行星吸收,也许会永久飘散于虚空中,等待下一次形成恒星,开启新的轮回。

结语:现在大家都在说全球变暖,从太阳的生命周期来看,确实如此,而且是不可逆的。不像现在的地球变暖,只要减少二氧化碳的排放就可以阻止。留给人类的时间还有10亿年。仔细算算,人类的历史不过300多万年,真正的文明之火也不过三四千年。

以这样的文明发展速度来看,相信10亿年后的人类有足够的能力解决所面临的问题。也许进行星际旅行移居他处,也许人工干预太阳的自然演化,也许就像流浪地球那样整体移动地球,谁知道呢?

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  1. 幸福100分2023-11-08 21:50幸福100分[西藏网友]203.57.5.247
    三分钟了解太阳,简洁明了,很适合忙碌的现代人阅读。
    顶5踩0
  2. {心*雨}2023-08-07 14:49{心*雨}[四川省网友]203.22.245.56
    这篇文章内容丰富,让我对太阳有了全新的认识,很值得一读。
    顶0踩0
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