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太阳系正在向银河系中心坠落?在人类灭亡之前,这一天能否到来?

2024-10-09科学

太阳诞生后把周围好多物质都吸收啦,所以太阳的质量在太阳系总质量里占了百分之 99.86 呢,剩下的八大行星和其他物质只占了百分之 0.14 。从占比能看出来,太阳质量可大啦。根据牛顿的万有引力定律,有质量的物体都有引力,物体质量越大,引力就越大。强大的引力能把周围物体吸过来,八大行星不停自转和公转能产生离心力,离心力和引力相互平衡,这样八大行星就能稳定地围着太阳转啦。而且牛顿还给出了引力公式:F=GMm/(R^2) 。牛顿的公式是从思想实验得来的,他觉得要是有个物体放在空中,就会自由落体,这就是地球引力的缘故。不过牛顿的万有引力认为,引力和时间没啥关系,是超距作用,能瞬间完成。

牛顿提出万有引力后,好多科学家都觉得牛顿的公式没啥问题,一直按照牛顿理论来搞。后来爱因斯坦出现啦,凭他一己之力把万有引力定律给打破啦。爱因斯坦觉得,引力不是超距作用,其实根本就不存在。他认为宇宙像一张巨大的薄膜,所有天体都依附在这张薄膜上。质量小的天体围绕质量大的天体运动,是因为质量大的天体能把宇宙薄膜压弯,所以质量小的天体才会围着转。1919 年的时候,科学家通过日全食证明了爱因斯坦的理论才是对的,这让爱因斯坦一下名声大噪,他的理论完美解释了水星进动的现象。

太阳系里总共有八大行星,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。在海王星外边还有一颗冥王星呢,以前冥王星也是颗行星,可后来科学家觉得冥王星的体积和质量太小啦,就把它从行星行列里踢出去啦。在太阳系的所有天体中,它们都围着太阳转,不过太阳也不是静止不动的哦。科学家研究后发现,太阳也在围着更大的天体运行呢。1985 年的时候,科学家发现了银河系中心的超大质量黑洞,离地球大概 27700 光年。结果到 2020 年,这个距离就变成 25800 光年啦。这就意味着在 35 年里,我们的太阳系正在往银河系中心的黑洞坠落呢,这到底是咋回事呀?

很多人应该都听过黑洞吧,科学家很早之前就提出了黑洞。人类发现黑洞的历史能追溯到 18 世纪末呢,1783 年的时候,牛顿的小校友约翰·米歇尔最先提出,他觉得要是宇宙中有比太阳还大的恒星,质量大到逃逸速度超过光速,光都会被这种恒星的引力拽回去,那会儿科学家把这种神秘天体叫暗星。1795 年的时候,法国科学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯在【世界系统】里表达了类似观点,他根据牛顿万有引力理论算出来,要是物体半径被压缩到足够小,逃逸速度就会超过光速。1915 年的时候,爱因斯坦在狭义相对论中预测了黑洞的存在,可当时爱因斯坦自己都不相信宇宙中有这种天体。

后来德国的物理学家卡尔·史瓦西给黑洞来了个精准的解释呢,他觉得大量物质集中在一点时,周围就会出现视界,一进入这视界,啥物体都能被吸进去,这种神秘天体就叫黑洞啦。2019 年 4 月那会儿,由 8 台望远镜组成的超厉害望远镜,给咱展示了人类的第一张黑洞照片,更证实了之前只在理论里被老提起的这种神奇天体。根据科学家这些年对黑洞的研究,黑洞就跟个吃不饱的怪东西似的,一直在吞噬周围物质,在巨大引力作用下,光都没法逃离黑洞引力。咱现在的地球在太阳系,太阳系在银河系的一条旋臂上。2020 年诺贝尔物理学奖得主莱茵哈德之前就预测过银河系中心有颗超大质量黑洞。

科学家把这颗黑洞称作人马总 A,这在人类探索银河系的漫长历程里可是一座里程碑呢。历经一代代天文学家 400 多年的不懈努力,银河系中心的黑洞正慢慢揭开那神秘的面纱。这个超大质量的黑洞离地球有 2.7 万光年,质量大概是太阳质量的 400 万倍,是目前所知离地球最近的一颗超大黑洞。科学家研究后发现,现在太阳系正在往银河系中心坠落,而要彻底坠落到银河系中心的黑洞得 30 万亿年,就相当于太阳绕着银河系中心转 13 万圈之后,太阳系最终会被银河系中心黑洞给捕获,然后被虚无给吞噬。要是地球靠近黑洞,那对地球生命有哪些危害呢?首先就是那致命的辐射,在慢慢往黑洞坠落的过程中,我们最先碰到的就是黑洞的吸积盘,物质掉进黑洞之前会在这儿聚集。

聚集在这里的物质会释放出大量的 X 光、伽马射线等致命辐射,在很远的区域就能把地球生物给杀死。黑洞周围的吸积盘温度超高,物质不断摩擦让很多物质直接变成能量,这些能量以热量形式存在,温度能达到几百万摄氏度呢,而太阳核心层温度也就 200 - 700 万摄氏度,简单讲就是地球直接到了太阳核心部分,这时候整个地球都会被气化,地球上的生物肯定得灭绝。这还不是最吓人的,最可怕的其实是引力。因为地球质量小,不同距离的引力差能忽略不计,可在黑洞周围就不一样啦,黑洞周围的巨大引力在很短距离内就会很明显,我们头和脚之间的距离都会有很大引力差,这会让我们被拉长。

在我们掉入黑洞的过程中,会感觉时间特别长呢,这是因为时间流逝会变得很慢。1905 年呀,爱因斯坦发表了【论动体的电动力学】,提出了和牛顿时空观不一样的新观点,里面有平直时空理论、时间膨胀、长度收缩、多普勒效应等等。爱因斯坦觉得,时间会跟着物体运动速度的快慢而改变,要是物体飞行速度越来越快,那时间流逝就会越来越慢,当物体飞行速度达到光速时,时间就会停止啦。而且呀,时间除了受速度影响,还受重力影响呢,科学家研究得出,时间经过大质量物体附近时,流逝就会变慢。要是我们进入黑洞,那看外面就跟看电影似的,能在短时间内看到地球毁灭、太阳毁灭、星系变化等等,黑洞内部的一小时,相当于外面的数十万年呢。

人类真能有幸存活到太阳系坠入银河系中心的黑洞吗?从现在人类的科技角度看,那是不可能的,因为太阳系坠入银河系中心黑洞起码得 30 万亿年,而太阳留给人类的时间没那么多。科学家研究表明,太阳寿命约 100 亿年,现在已经烧了 50 亿年,再过 50 亿年太阳寿命就到头了,那时它会变成红巨星,把水星、金星、地球的轨道给吞噬了。科学家计算得出,太阳每秒能释放 6 亿吨氢参与核聚变反应,然后释放约 400 万吨氢的能量,随着太阳核心的氢不断转化为氦,到时候释放的能量会越来越少。

这时候太阳的引力会让它开始坍缩,让核心温度一直升高,这样外面的氢元素就能参与进来,燃烧得更猛啦。科学家觉得,太阳的光度每 10 亿年就会增加 10%,光度增加就意味着太阳释放的热量越来越多,地球接收到的热量也就跟着多起来啦。这会让地球上的温度一直升高哦。在太阳生命结束前,它还会变成一颗红巨星呢,红巨星不是一下子就形成的,而是经过一个升温的过程。氦闪过后,太阳的外壳在剧烈的氦元素燃烧和超强的辐射压力下,会经历极度的膨胀。所以随着太阳质量减少,它的体积会变得越来越大。当太阳进入主序星末期时,它本身区的核聚变产生的张力和自身的平衡,因为氢元素耗尽被打破了,这时候太阳就会进入红巨星时代啦。红巨星持续的时间不会太长,当红巨星结束后,太阳就会变成一颗白矮星。

这时候太阳的寿命彻底终结啦。要是到那会儿人类还没法飞出太阳系,那人类以及地球上其他生物都得灭绝。要是人类文明想长久发展下去,就得在宇宙中找到其他适合人类生存的家园。眼下科学家在太阳系外发现了好多像地球的行星呢,像开普勒 452b、开普勒 22b、比邻星 b、开普勒 186f、格利泽 667c、开普勒 62f 等等。这些星球不管从体积还是质量看,都跟地球很像,而且最关键的是它们都在恒星系的宜居地带。所以这些行星上面有可能已经有生命啦。要是这些行星上面没诞生生命,那它们或许能成为人类移民的星球。不过现在人类面临的最大问题就是没法飞出太阳系。

46 年前呐,科学家把旅行者 1 号和 2 号探测器发射到太阳系外啦,发射这俩探测器就是想让它们飞出太阳系,去探索宇宙的秘密。可这么多年都过去了,旅行者 1 号和 2 号探测器还没完全飞出太阳系呢。科学家研究后发现,按它们的飞行速度,要完全飞出太阳系至少得一万多年,这时间对人类来说太长啦。所以人类要飞出太阳系就得提升飞船速度,得让飞船速度达到亚光速飞行才行。现在科学家正在努力研究曲速引擎呢,要是能研发成功,那人类飞出太阳系就快啦,到时候就能登陆其他星球啦。

要是太阳系完蛋了,人类文明就能在地球上长久存活啦。俺希望人类能早点儿实现梦想,毕竟人类是地球上最有智慧的生命,自打诞生起就一直在探索世界奥秘。经过几千年科技发展,人类对宇宙有了大概认知,这表明人类科技发展速度挺快呢。未来随着科技进步,俺相信用不了多久,人类肯定能飞出太阳系,去探索宇宙深处奥秘,俺也希望人类能早点儿移民到其他星球,长久发展下去。对此,大伙有啥想说的呀?