對于地球本身來講,什么小行星撞擊,超級火山爆發這些事件,根本就稱不上什么大災難,最多算撓個癢,所以如果要問地球上可能遭遇的最大災難是什么,我們就應該考慮那些足以威脅到地球存在的災難。 真有這樣的災難嗎?其實我們也不需要扯多遠,因為在太陽系里,就有一種災難足以威脅到地球的存在,其源頭就是我們地球生命賴以為生的太陽。 太陽的光和熱,其實來自于其核心的核聚變反應,但它的“核燃料”并不是一直用不完,隨著時間的推移,太陽核心的“核燃料”遲早會消耗殆盡。 而到那個時候,它就會演化成一顆紅巨星,在此過程中,它的體積會急劇膨脹,以至于地球很可能會被其直接吞噬。 那么問題就來了,既然“核燃料”都沒有了,太陽又怎么會膨脹,能量從何而來呢?答案就是,太陽核心之外的一部分“核燃料”。 太陽的“核燃料”主要是氫,它們會通過一種被稱為“質子-質子鏈反應”的過程聚變成氦。 因為只有足夠高的溫度和壓力才可以啟動核聚變,而太陽內部的溫度和壓力來自于其自身引力收縮,越往里走,溫度和壓力越高,所以只有在其最里面的一部分區域才具備氫核聚變的條件,這部分區域就被稱為太陽核心, 太陽核心的核聚變會產生大量的能量,這些能量除了能讓太陽發光發熱之外,還會向外產生強大的輻射壓。 這種輻射壓會平衡太陽自身的引力,也阻止了太陽外層的物質以對流的形式進入核心,也就是說,在太陽的整個主序星階段,只會消耗其核心的那部分“核燃料”。 太陽核心的溫度大約是1500萬K,而啟動氦核聚變的溫度要求大約是1億K,所以太陽核心是無法啟動氦的核聚變的,于是氫核聚變產生的氦就會不斷地累積起來,太陽核心的氫消耗完之后,就成了一個主要由氦構成的“氦核”。 “氦核”無法產出能量,太陽內部就失去了輻射壓,并因此發生引力收縮,在此過程中,太陽內部的溫度會不斷攀升,溫度上升到一定程度時,就會點燃那些位于“氦核”外側的氫的核聚變,這也被稱為“氫殼層核聚變”。 根據科學家的估算,太陽核心的半徑大概只有太陽半徑的20%左右,而這也就意味著,參與“氫殼層核聚變”的氫數量眾多,所以這種核聚變釋放出的能量會遠遠超過此前。 在巨大能量的驅動下,太陽的體積就會劇烈膨脹,而膨脹又會造成其恒星表面的功率密度大幅降低,溫度下降,進而使其顏色偏紅,因此這樣的恒星,就被稱為紅巨星。 另一方面,“氦核”會繼續收縮,直到以電子簡并壓與引力平衡,隨著溫度的持續升高,當核心溫度達到1億K時,氦的核聚變就會啟動。 簡并態物質的核聚變效率極高,會發生熱失控的核聚變反應,進而在短時間內釋放出巨大的能量(大概相當于平時的上千億倍)。 如此一來,“氦核”就會發生一定程度的膨脹,物質退出簡并態,溫度也有一定程度的下降,于是熱失控的核聚變就停止了,直到“氦核”下一次收縮。 這種短暫的氦核聚變,就是大名鼎鼎的“氦閃”,在接下來的時間里,太陽核心會通過一次次的“氦閃”而逐漸演化成一顆主要由碳和氧構成的致密核心。 在紅巨星階段結束之后,太陽的外層物質將會演化成一片壯麗的行星狀星云,而其致密的核心則會演化成一顆白矮星。 那么,太陽演化成紅巨星的時候會有多大呢?其實在已知的恒星中,就有不少現成的例子。 例如在長蛇座方向,距離我們大約1410光年的位置上,就有一顆名為“長蛇座V”的紅巨星,根據科學家的測算,它的質量與太陽相當,但它的半徑卻是大約是太陽的420倍。據此我們可以清楚地看到紅巨星的膨脹程度有多厲害。 關于太陽演化成紅巨星時有多大,雖然不同的理論模型推測出的結果會存在著一定的差異,但基本可以肯定的是,那時太陽的半徑至少會膨脹到現有的近300倍。 我們知道,太陽現在的半徑約為69.6萬公里,地球和太陽的平均距離約為1.5億公里,簡單計算一下可知,如果太陽的半徑增加至現有的300倍,那它的半徑就會超過日地距離,這就意味著,屆時的地球將會被吞噬。 因此可以說,不出意外的話,未來地球上可能遭遇的最大災難,很可能就是被演化成紅巨星的太陽無情地吞噬。 不過好消息是,現在的太陽還正當“壯年”,根據科學家的推測,其核心的“核燃料”還可以使用大約50億年的時間,現在的我們不必為此擔心。 或許我們可以樂觀地認為,如果在50億年后地球上還有人類的話,他們的科技水平應該會高得不像話,足以輕松應對來自太陽的威脅。 |
|