太阳 作为主宰太阳系的恒星, 四十多亿年以来一直在发光发热 ,成为地球上光照的主要来源,植物经过对太阳光的不断 光合作用,释放出氧气 ,地球的「生命纪元」由此开启。2012年之前在关于玛雅人的末日预言中,就出现了 太阳熄灭 的说法,人们常常在安慰自己时会说「又有什么大不了,明天太阳依旧升起」,可是假如有一天太阳熄灭了,地球将会陷在什么样的灾难中呢?
在著名物理学家史蒂芬·霍金的【时间简史】中正有这样的一句话: 「假如此刻太阳熄灭,地球上的我们只能在八分钟之后才知道。 」许多人对此非常疑惑,难道不是太阳熄灭的那一刻地球就变得黑暗了吗?
经过科学家们对太阳活动的研究, 预估太阳还能继续燃烧50多亿年,才会寿终正寝 。那么等到太阳衰亡熄灭的那一天,人类需要8分钟后才能感知吗?并不会这么快,根据现在的研究数据准确来说, 人类感知到太阳熄灭的时候,已经过去10000年了 。
太阳与地球文明
作为人类摇篮的地球,已经有45.5亿岁了,从40亿年前原始状态的地球上开始出现生命的 早期形态「细胞」 ,再到不断地进化,经过 6次的重启 ,人类文明终于 在400万年之前初露头角 。
对于地球上的所有生命而言, 氧气、水源和适宜的温度是必要生存条件 ,其中温度和氧气都来自太阳。远古细胞在进行有机组合之后变成了植物,进化出了 叶绿体细胞器 ,能够对太阳光进行光合作用, 释放出氧气 开始, 地球上的生物变得多样了起来 。太阳光作为地球上最多的自然能源,催化了众多物种的产生,因此在探讨 地球文明和物种起源 时我们不可避免的要谈到 太阳的作用 。
如果将地球比作人类文明的襁褓,那么太阳的角色其实更像「保姆」,一直在努力地制造条件促使生命产生和进化,从这里看 人类对于太阳的依赖程度是不言而喻的 。古代人类最崇尚的神明也一直是 「太阳神」 ,但是科技进步之后,我们知道了太阳并不是某一位神明,只是一颗 发光发热的恒星 罢了。
知晓了太阳是什么之后,人类对于研究太阳的热情依旧是有增无减,自意大利的科学家伽利略利用望远镜发现了 太阳黑子 的活动之后,观察太阳的活动由此开始。如果不是惧怕太阳的 高温、高辐射 ,相信登陆太阳一定会列入人类未来的深空探索计划,即使上面并无生命存在,可是作为人类文明诞生的必要条件,大家一定都想 凑近看看这位「母亲」 。
太阳
太阳的年龄要比地球大一些,大约45.7亿岁左右,其实从这种微小的差距可以证实太阳系的起源确实是一场 大爆炸 ,爆炸之后太阳和地球在差不多的时间一起诞生了。不过对于太阳系而言, 太阳的质量体积是人体的躯干,而地球的质量体积顶多能算「一根汗毛」 。太阳质量占整个太阳系的 99.86% 。
它是一颗黄矮星,如果按照科学家们对于恒星演变的推测, 太阳在50亿年之后会步入衰老期,向着「红巨星」演变 。在变成红巨星时它会疯狂地燃烧一段时间,当将自己内部的物质都燃烧殆尽时会变成一颗 「白矮星」 ,这时它看起来就不像是一个火球了,颜色黯淡了许多。最后, 在经过上万亿年之后,它将完全熄灭,变成一颗「黑矮星」 ,它的外部将不会再有任何辐射和粒子活动,太阳 彻底失去光芒 ,太阳系也陷入一片 死寂 。
太阳熄灭过程
人类经常会将太阳比作一颗正在剧烈燃烧的火球,但是真正的「燃烧」其实是在太阳内部进行,在了解太阳熄灭之前,我们要先知道它到底是怎么「发光发热的」。对于核能利用的读者应该都知道,核能产生的形式主要可以分为两种: 核裂变和核聚变 , 太阳的内部就是在进行核聚变活动 。
组成太阳的化学成分主要是氢和氦, 氢占74%,氦占25%,剩下的2%是氧、碳、氖、铁等 。在太阳内部的氢原子每一秒都在做着聚变活动,它们在不断地聚变当中转化成氦,也就是我们所说的 「热核反应」 。
太阳能量是由4个氢原子核聚变成1个氦原子核的热核反应产生的。1克氢经过核聚变能释放出6000 亿焦耳能量, 相当于燃烧15吨汽油。
而太阳内部每一秒钟发生聚变的氢原子就有6亿吨,因此 太阳每秒钟释放的能量 是现阶段地球上所有核电站加在一起再乘以10倍都无法达到的。
但是氢原子也会有燃烧殆尽的那一天 ,是否氢原子燃烧殆尽时太阳就熄灭了? 当然不会这么容易,哪怕是一场火灾,浇灭它也需要时间,更不用说燃烧这么多年的太阳了,因此 它不可能在一瞬间熄灭,失去光芒,只会逐渐熄灭 。这就是为什么有人说在地球上感知太阳熄灭只需要8分钟,科学家却说需要 10000年 了。
回答这个问题需要从两个方面来说。首先,说人类只需要 8分钟感知的言论属于「理想主义者」 ,单纯的依靠目前得出的光在真空宇宙中传递的时间,再加上推测太阳熄灭如同人类死亡一样, 一瞬间就停止呼吸 。结合了这两者,得出了人类感知到太阳熄灭只需要短暂的8分钟。
其次,认为感知太阳熄灭需要感知10000年的科学家,是 从太阳衰亡熄灭的过程方面进行考虑 的,在证实了太阳并不会因为在氢燃烧完之后,突然熄灭,而是需要一个 漫长的过程 ,这个过程当中 太阳光可能会慢慢变弱,直到完全消失 。
两种说法都有理论的依据,只是参照物不同罢了,8分钟以人类为主体,而10000年是从太阳的角度出发,从以上的论述看来 10000年更加科学一些 。毕竟太阳完全衰亡,要从红巨星到白矮星再到黑矮星, 在正式步入黑矮星之前,它都会继续发光 。
太阳熄灭之后的地球
前文提到了, 地球和人类对于太阳都有着很强的依赖性 ,那么当太阳真的熄灭,地球会面临什么呢?
首先,在太阳光消失的那一瞬间,全球所有的植物都会 停止光合作用 ,这就意味着地球失去了氧气的来源,所有在地面上的生物都会在短时间面临 缺氧 的问题,并且 很快,空气中的氧气会完全消失 ,依赖于氧气生存的生物会全部 窒息而死 。接下来, 地表的温度在24小时之内会下降6℃到8℃,原来处于热带的地球可能会下雪 。
等到一周过去,地表温度大约会到 零下的20℃ ,整个地球在黑暗当中逐渐步入 「冰河时代」, 所有植物都会死亡,而还在地表的人类就像末日电影中【后天】所表现的,会直接被 冰封 住。
也许那时对于太阳寿命做出准确预测的人类会 躲入提前建设好的地下堡垒当中 ,但是也只是短时间的幸存罢了。因为太阳不再发光意味着它可能变成了 能量极小的「白矮星」 。
白矮星虽然会继续发光,但是光芒非常黯淡,并且释放出来的能量也是非常少的, 位于太阳第三远的地球这时能够吸收到的光热基本可以忽略不计 。而真正恐怖的事情还不在于失去光热,变成白矮星的太阳会 急剧萎缩 ,这时它的质量和地球差不多。
了解宇宙天体之间引力作用的人都知道, 天体的引力由它本身的质量决定 ,就像 地球能依靠引力捕捉到月球 ,太阳也是依靠自己庞大的质量捕捉到了八大行星,形成了所谓的「太阳系」。太阳系中所有天体的运动会围绕着太阳这个核心,而当太阳熄灭时,它的质量变得与地球差不多, 它又怎么会保持之前的引力,牵引住太阳系内的行星呢?
因此,处于白矮星时期的太阳已经不具备统筹整个太阳系的能力, 太阳系会处在混乱当中,各个行星偏离了本来的运动轨道, 不再围绕着这颗「白矮星」做公转运动 。
可能会在这个过程中不幸 相撞 ,或者会 被质量更大的天体捕捉 ,比如说八大行星当中体积最大的木星。不过失去太阳引力而崩坏的太阳系更大可能会被其他星系接应吸收,不论怎样,这时的 地球表面一片漆黑,也不会再有任何生命存活, 这时真的就变成了 死亡的「流浪地球」 了!
太阳能源的利用
综上所述,太阳总有衰亡熄灭的一天,不过距离那一天应该 还有60亿年的时间 ,这个过程当中人类是否还存在是个未知数。应该庆幸的是我们这一辈人反正是看不到那一天了,不过现在太阳作为一种能源确实带给了人类许多好处。
太阳能作为 天然能源 和风能、水能一样都属于 清洁能源 ,20世纪以来人类对于如何利用太阳能做出了非常多的研究,也开发了许多相关的项目。比如我们最熟悉的 利用太阳能进行发电 , 既方便又不会产生污染 。除此之外还有利用太阳热能的技术,比如 热泵技术 。
热泵是连接两个热源的重要组件,以蓄热器存储的热水作为低位热源,利用集热器收集太阳热能,作为热泵系统的基本热源。
结语
从个人感情而言,人类不希望太阳衰亡熄灭,但是从恒星的演变来说,太阳熄灭是不可避免的。通过本文,大家也知道了太阳熄灭的过程比较漫长,所以 太阳光熄灭之后地球并不会马上步入黑暗 。
写到这里就借用那句著名的诗句来做结尾吧,「 不要温顺地走入那个良夜 ,该怒斥,怒斥那光明的逐渐消歇」,在地球彻底步入黑暗之前, 努力地寻找其他的光明所在吧 !