如果太陽熄火十秒鐘,地球會怎樣?

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  假如有一個選擇題,某天人類面臨一個選擇:全宇宙只能選擇兩個天體,那么太陽和地球是必選的,只要有這兩個天體存在,人類就還能繼續生存幾十億年,可見這太陽對人類實在是太重要了!

  

  太陽到底是這么工作的?

  其實在1920-1930年代以前,連天文學家都搞不清楚太陽到底是怎么發光的,甚至連偉大的科學家都提出過很幼稚的假設,比如太陽是在小行星撞擊下的高溫發光發熱的,也有人認為是引力坍縮能發光的,甚至有猜測太陽是燒煤的!當然這些猜測很明顯是不正確的,但以當時的科學發展,存在這些理論不足為奇!

  

  時間到了1920年代,此時盧瑟福在十年前已經知道了原子空曠的內部還存在原子核,前不久他還發現了質子,英國物理學家、天文學家愛丁頓第一次提出了太陽發光的比較靠譜的理論!他在同為科學家的朋友支持下,提出了太陽的能量可能來自于輕核聚變!但具體是什么過程,愛丁頓也無能為力。

  

  到了1930年代后期,美國科學家漢斯·貝特發現了質子鏈反應,隨后又證明了碳氮氧循環,從而揭示太陽真正的發光原理!不過在這個過程中有兩個標志性事件非常有趣,不妨來看看:

  一個是量子力學的快速發展

  另一個是輕核聚變的溫度問題

  看起來兩個風馬牛不相及的問題,在太陽發光原理的研究上碰到了一起!事情的起因是這樣的,因為光譜學的發展,當時的科學家對太陽成分組成已經有非常大的把握!而且愛丁頓的輕核聚變也已經提出將近十年了!科學家也發了氫的同位素氕聚變成氘的過程,也發現氘將是太陽中非常重要的核聚變原料!

  

  氕氕聚變

  但他們發現了一個驚人的事實,因為氕氕聚變成氘是一個吸能的過程,需要吸收大量的能量,而按史瓦西對于太陽內部的壓力與溫度的計算結果,很顯然并不能滿足氕氕聚變的條件。此時科學家開始犯難了,按計算太陽就不應該存在,但太陽卻在人類頭頂上燒了不知道多少億年!

  

  幸虧量子力學的發展拯救了科學家,因為喬治·伽莫夫于1928年用量子隧穿效應解決了這個氕原子核克服庫侖障壁聚合在一起,形成氫的同位素氘,科學家終于知道了太陽發光的第一步,氕是怎么樣聚合成氘的,此后漢斯貝特的質子-質子鏈反應就順理成章了,再然后漢斯貝特還發現了比太陽更大的恒星中碳氮氧循環時主要能量來源,而在太陽中只提供了少部分能量比例。

  關于太陽的核聚變

  太陽是一個直徑約140萬千米的等離子球體,真正核聚變的區域大約在1/4直徑的區域,因為太陽強大的壓力下會導致此處溫度超過1300萬度,壓強超過2500億個大氣壓,即使如此,氕氕聚變成氘的速度仍然比較慢,它是維持太陽超過100億年壽命的最關鍵因素。

  

  但在太陽核心,每秒都有超過600億噸的物質被轉換成氦,產生大約450萬噸的質量損失,釋放出大約10^26J的能量,這個天文數字般的能量太陽還將釋放將近50億年!未來太陽將會成為紅巨星,因為內核的氦元素堆積溫度增加,會導致氦閃和更劇烈的氫燃燒,這就是變成紅巨星的原因!

  太陽的未來是一顆白矮星,但為時尚早!

  假如太陽熄火十秒鐘,地球會怎樣?

  地球每年從太陽獲得的光輻射大約為5.5×10^24焦耳,如果失去十秒鐘的能量,那簡直可以忽略不計,所以太陽光消失十秒鐘根本就不是什么事!但我們要了解的是太陽為什么會熄火,熄火后太陽還能重啟嗎?

  

  首先它在自然狀態下會熄滅嗎?

  從上文中我們可以了解太陽是一顆重力坍縮形成的恒星,它是愛丁頓極限范圍內的靜力平衡恒星,工作比較穩定,理論上只要質量不減少它不會熄滅,只會經歷上述的紅巨星-白矮星過程!因此自然狀態下是不會熄滅的,但除了有一個條件!

  

  到底怎么才能熄滅太陽

  熄滅太陽的方法網友們提出過很多,比如一個超級大冰球或者超級大水球,甚至將太陽丟到一個超級大水缸里等等,無一例外這些方法都無法熄滅太陽,因為太陽是從內核聚變然后通過輻射、對流傳到太陽表面的,所以無論是澆水還是大冰塊,甚至丟在水里都于事無補,就像熱得快一樣,水多有啥用啊,只要時間夠久,一樣燒開!

  

  但太陽可不止是燒開,因為水在2000多度的時就已經分解成氫氧氣體了,而氫則是太陽不可或缺的燃料,所以再多的水不過是給太陽送去的燃料而已。

  

  熄滅太陽的方式只有一個,讓太陽的質量下降,也就是說讓它失去內核聚變的條件!那么用什么方法?很簡單找個中子星或者黑洞將大量物質吞噬掉即可,盡管慢慢會失去核聚變的條件,但中子星或者黑洞的吸積盤輻射可能大到讓你懷疑人生!也就是說初期太陽會更亮!

  

  所以太陽是無法熄滅的,但如果真的熄滅了,就是開十艘《太陽浩劫》中的飛船也無法點亮太陽,它就熄滅了,因為它不再具備核聚變條件!

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