
如题. 只是假设太阳停止发光发热,但其他一切正常,比如引力作用.如果太阳逐渐且有征兆地熄灭(此处熄灭并不是指停止聚变,可以假设是来自太阳的光和辐射被某种东西遮挡),全世界合作将如何使人类在失去太阳的地球上生存最长的时间?欢迎大家脑洞大开.
恒星诞生、生存、死亡,太阳也不例外,当太阳消亡时,地球也随之消亡。但我们的星球不会悄无声息地消失。
相反,当太阳在死亡的痛苦中膨胀成一个红巨星时,它将蒸发地球。
别担心,这个故事的时间跨度很长,从现在起至少有70亿年或80亿年。人类存在的时间只相当于它们的四万分之一;如果把地球的年龄压缩成24小时一天,人类最多只会占用一秒。
那么当太阳熄灭时会发生什么呢?答案与太阳如何照耀有关。恒星的生命最初是由大量气体聚集而成的,其中大部分是氢气,还有少量的氦气和其他元素。气体有质量,如果你把很多气体放在一个地方,它会在自身重量的作用下坍缩。这就在恒星内部产生了压力,使气体温度升高,直到电子从原子中剥离,气体变得带电,或电离(这种状态被称为等离子体)。氢原子,每个包含一个质子,与其他氢原子融合成为氦,氦有两个质子和两个中子。核聚变会以光和热的形式释放能量,从而产生向外的压力,阻止气体进一步坍缩。一个闪耀的星星诞生了。
虽然有足够的氢让这个过程持续数十亿年,但最终,太阳核心几乎所有的氢都会融合成氦。到那时,太阳将无法产生那么多的能量,并将开始在自身重量下坍缩。这个重量无法产生足够的压力来融合氦,就像恒星诞生之初与氢发生聚变一样。但留在核心表面的氢会发生聚变,产生额外的能量,让太阳继续发光。
然而,氦核会开始向内坍缩。当它这样做的时候,它会释放能量,尽管不是通过核聚变。相反,它只是因为压力的增加而升温(压缩任何气体都会增加它的温度)。能量的释放会产生更多的光和热,使太阳更加明亮。然而,从更阴暗的角度来看,这种能量也会导致太阳膨胀成一颗红巨星。红巨星之所以是红色的,是因为它们的表面温度比太阳这样的恒星要低。天文学家克劳斯.彼得和罗伯特.康农.史密斯2008年的一项研究估计,太阳将变得很大,其最外层表层将达到约1.08亿英里(约1.7亿公里),它将吞没水星、金星和地球。整个变成红巨星的过程大约需要500万年,这在太阳的生命周期中只是一个相对短暂的时间。
太阳的光度每10亿年增加约10%。行星表面可以存在液态水的宜居带,目前大约是地球轨道半径的0.95到1.37倍(也被称为天文单位,AU)。这个区域将继续向外移动。当太阳准备成为一颗红巨星时,火星已经在这个区域内待了相当长的一段时间。与此同时,地球将被烘烤,变成一个星球的蒸汽浴,海洋蒸发,分解成氢和氧。
当水被分解时,氢会逃逸到太空中,而氧会与表面的岩石发生反应。氮和二氧化碳可能会成为大气层的主要组成部分——就像今天的金星一样,尽管目前还不清楚地球的大气层是否会变得如此厚。部分答案取决于火山活动仍在进行的程度,以及板块构造收缩的速度有多快。有人希望,我们的后代届时会选择去火星,甚至更远的太阳系。
但即使是火星也不会是长久宜居的星球。一旦太阳变得巨大,宜居带将向外移动49到70个天文单位。海王星目前的轨道可能会变得太热,不适合生命存在;冥王星和其他矮行星、彗星以及柯伊伯带富含冰的小行星才是适宜居住的地方。
像太阳这样的恒星随着时间的推移会失去质量,主要是通过太阳风。行星围绕太阳的轨道会慢慢扩大。它发生的速度不足以拯救地球,但如果海王星边缘足够远,它可能会成为人类的家园,并进行一些地球化。
最终,太阳外核的氢会耗尽,太阳会再次开始坍缩,引发另一轮聚变。在大约20亿年的时间里,太阳会将氦聚变成碳和一些氧,但这些反应中的能量较少。一旦最后的氦变成了更重的元素,就没有更多的辐射能来支撑太阳膨胀。核心会收缩成一颗白矮星。膨胀的太阳外层与核心的联系很弱,因为它们离太阳太远了,所以当核心坍缩时,外层的大气层会被抛在后面。结果就形成了行星状星云。
由于白矮星是通过压缩而不是聚变加热的,所以它们最初非常热——表面温度可以达到5万华氏度(接近2.8万摄氏度)——它们照亮了星云中缓慢膨胀的气体。所以任何外星天文学家在几十亿年后可能会看到天琴座的环状星云,太阳曾经在那里照耀过。