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如果太陽熄滅,人類多久才能感知到?8分鐘后?準確來說是10000年

天空之城 2022/06/26

根據科學家對 太陽的觀察推測,現在我們已經知道太陽在未來至少還有 50億年的時間。

當它成為 紅巨星時,一切都會被 摧毀,并且 吞噬掉臨近的所有行星,就連 木星也不能避免被太陽 「燒毀」,可為什麼太陽會變得如此 可怕

紅巨星是恒星燃燒到后期所經歷的一個較短的不穩定階段

很大程度上這跟太陽的 運作方式有關,太陽的 內部核心每秒會將大約 6億噸融合成 ,這種能量可能需要 10000到17000年才能逃離核心,這是太陽 光和熱的來源。

而當太陽進入 紅巨星的狀態時,它的核心和密度以及溫度將會顯著增加,從而導致外部區域迅速膨脹。

隨著 太陽能量的逐漸消失,太陽開始 熄滅,最終整個太陽系陷入 一片寂靜

太陽光譜

那麼太陽的 整個過程中會給地球帶來哪些 影響?人類會在這個過程中感知到哪些 變化?我們需要多久才能體驗到變化的 最終結果?這種情況真的 會出現嗎?本文將從太陽的 能量釋放、能量傳播這兩個方面來解答這些問題。

接下來一起看看,若 太陽熄滅,人類需要多久才能 感知?為什麼不是 8分鐘?而是 10000年

太陽的質量占太陽系質量的99.8%

太陽應該怎樣熄滅?

究竟是 8分鐘還是 10000年?這取決于你如何看待 太陽熄滅這個問題,它是 一瞬間熄滅還是 逐步熄滅

這個假設將會從根本上改變太陽熄滅的 傳遞方式,首先我們來說說為什麼有 8分鐘的這個說法。

太陽的內部結構示意圖

如果對 天文學有一定了解的人肯定都知道, 光的傳播速度,以及 太陽到地球之間的距離,那麼我們便可以通過 光的傳播速度除以1.5億公里,由此得到 8分鐘左右的結果。

如果太陽只是熄滅,或者說它在 一瞬間失去了能量,實際情況可能 確實如此

并且 地球會在接下來的時間里 逐漸降溫,地球表面的溫度大約 每兩個月就會下降當前溫度的 兩倍

在太陽熄滅后的兩個月內,地球溫度便會下降至 -123℃,僅需 4個月,地球溫度就達到了 -200℃

太陽光是以299792458m/s的光速向地球移動

這對 地球上的生物來講會帶來 毀滅性的打擊,所有生物都會 不復存在

也許會有極端例子的存在,例如 遠古細菌、病毒可能會被保存在 冰塊中,但這個過程將會 永遠持續下去。

這僅是從溫度上來講,實際上地球 完全沒有機會體驗到這種變化,因為我們假設的情況是太陽在 一瞬間就失去了光芒,所以它的 能量和引力也會在這一瞬間消失。

太陽與行星之間的引力

因此,地球會在第一時間內 脫離太陽系的軌道,對于 其他天體來講同樣如此。

失去 恒星引力捕獲的天體會到處 漂流,行星之間的 引力開始出現混亂,要不了多久地球可能就會在漂流過程中遇見 撞擊,從而 徹底消失

所以, 8分鐘感知理論很明顯是基于 物質傳遞本身來講,并沒有考慮到 太陽本身的活動,如果我們給予這個假設更多的物理量,那麼結果就會發生巨大的改變。

宇宙中四處飄蕩著隕石

漫長的等待

要想完成這個預演,我們就必須考慮 到太陽核心的核聚變,如果它突然 停止運作,也就是物理意義上的 突然熄滅,太陽的變化為何卻有著 10000年的感知時間?

因為在太陽核心,這里存在著超強的 核聚變反應,這種核心能量釋放出來的效果最直觀的表現就是 太陽光,但它里面包含著大量的 超高能伽馬輻射

伽馬射線暴概念圖

這些 超高能伽馬輻射會在太陽的進一步活動中被 拋射出去,每個 伽馬射線光子形成后便會進行 光速傳播,前行到地球。

但現在,太陽的核心 停止了運作,這些伽馬輻射也開始變得 「懶惰」起來。

伽馬射線暴原理

由于沒有 核心運動,這些伽馬射線光子在被吸收和重新輻射之前最多只會行進 幾毫米

然而在這個過程中,它們的運動還是能夠 繼續維持的,伽馬射線光子會以 隨機方向和低能量重新輻射。

這里我們需要注意的是,這種能量仍會以 光速進行,但由于這種輻射量 微弱,因此即便是光速它們也只能夠移動 幾毫米

太陽內部結構概念圖

在太陽核心內部,這種 隨機的運動讓它們看起來就像 無頭蒼蠅一般到處亂竄,而且經由自身輻射還會在 粒子之間進行 反彈

伽馬射線粒子會在一次又一次的彈跳中 損失能量,直至 完全耗盡,最終達到 太陽表面

不過這里面也不是所有粒子都會遵循這種 消減方式,也會存在一些低能量損耗 逃離出太陽表面的粒子,只不過它們所耗費的時間同樣不短。

這些粒子離開核心后仍然具備 較高的能量,因此它們也會在剩余的能量中散發出 不同的光芒

伽馬射線粒子發出的光芒概念圖

整個核心衰減的過程大概需要 10000~170000年,那些保留了較高能量的粒子會發射 高頻短波,例如 X射線和紫外線

而沒有逃離出來的粒子會在 反復地彈跳碰撞中消失,或者花費更長的時間才能出來。

現在我們以人類的視角來看看,如果這樣的情況發生了,我們將體驗到怎樣的 變化

太陽表面

超越時間的存在

在最初的 10000年里,所有的一切看起來似乎還很 正常,太陽的 觀測的數據也不會發生太大的變化。

但是在 10000年之后,那些能夠迅速逃離出核心的 粒子開始逐漸從 X射線、紫外線,以及 更藍的光線中消失時,人類開始感覺到 不對勁了。

日餌:太陽色球噴出的等離子體,溫度高達幾百萬度

其實這個時候太陽已經 變冷了,而且顏色也會 越來越淡

接下來的 170000年里,太陽的顏色會從曾經的黃色變為 橙色,然后再到 紅色,最后變成 深紅色

而在 160000年的時間里,太陽亮度會下降至只有現在亮度的 千分之一,太陽從地球看上去就跟我們在地球觀察 冥王星一般。

變暗的太陽會是這樣的嗎?

一旦超過 170000年,太陽的 光譜將變得很難發現,只有一點點 淡紅光,這個時候太陽還會在 自身的引力下發生 坍塌

因為它的內部已經沒有 物質運動可以支撐它的存在,剩下的只有 基本粒子和引力

太陽吸收光譜

根據當前的觀察,太陽由于 自身的質量并不大,因此它只會變成 白矮星,如果想要成為 中子星,那麼太陽的質量至少要比現在大出 10倍

這便是太陽的最終命運,所以我們可以看到,太陽熄滅這個變化并不是一個 直接完成的過程,太陽在完成自己的任務后仍會殘留一部分物質 繼續進行活動

中子星:恒星發生超新星爆炸后可能成為的少數終點之一

不過很有意思的地方在于,當太陽成為 白矮星之后,坍塌會引發另一個 聚變循環

剩余的 氦元素會逐漸變成更重的元素,核心中的其他元素會在收縮中猛烈地被 壓縮

這時溫度便又會 急劇升高光度會保持大致 恒定

當恒星的質量小于8個太陽的時候,恒星就會演化成白矮星

當核心溫度大約在 29000℃時,太陽的 大氣層會被電離成 星狀星云,外表看起來就像 藍色的外環,最終完成 白矮星的蛻變。

如果人類當前的科學理論正確的話,那麼在白矮星之后,太陽將會成為一個 完全冷寂的黑矮星

很明顯,現在的宇宙歷史還不足以孕育 黑矮星這樣的天體。

黑矮星是一些中小質量恒星后期演化的產物,以碳為主

總之,無論是 白矮星還是 紅巨星,太陽的未來對我們來講都太過于 遙遠

現在我們只需要靜靜地在地球上 觀望就行了,享受著太陽帶來的 美好光熱


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