摘要:太阳的能量不是烧煤烧油,而是核心里的氢原子在1500万摄氏度高温、3000亿个大气压下挤在一起,聚变成氦原子,这就是氢聚变——相当于每秒有400万吨氢变成能量释放出来。
咱们常听人说“太阳还能烧50亿年”,这可不是随口说的,是科学家盯着太阳的能量来源算出来的实锤。
太阳的能量不是烧煤烧油,而是核心里的氢原子在1500万摄氏度高温、3000亿个大气压下挤在一起,聚变成氦原子,这就是氢聚变——相当于每秒有400万吨氢变成能量释放出来。
科学家观测到,太阳现在大概已经“烧”了46亿年,核心还剩一半左右的氢,按这个消耗速度算,还能维持50亿年的稳定燃烧,等氢用完,它才会开始膨胀变成红巨星。
那地球46亿年的“岁数”又是怎么来的?总不能给地球装个计时器吧?其实靠的是“找老物件”和“算衰变”。
比如落在地球的陨石,很多和地球是同一时期从太阳系原始星云里形成的,科学家用放射性同位素测年法,看陨石里铀、钍这些元素衰变成铅的速度,就能算出陨石年龄,基本就是地球的年龄。
还有地球上发现的锆石晶体,这东西比钻石还耐造,能扛住几十亿年的地质活动,目前测到最老的锆石有44亿年,再结合地球形成初期的熔融模型,就推断出地球已经运转了46亿年。
反观有点玄乎的“涅墨西斯星隐患”,这其实是科学家提出的一个假说,假说里说,太阳可能不是“独生子”,而是有个“伴星”叫涅墨西斯星——可能是颗褐矮星(比行星大但没达到恒星燃烧条件),也可能是红矮星,质量大概是太阳的1/10,亮度特别低,所以一直没被望远镜看到。
它的轨道特别长,可能要绕太阳转2600万年,而且远在太阳系边缘的奥尔特云附近——奥尔特云就是个装着几十万亿颗彗星、冰块的“大仓库”。所谓的“隐患”,就是这颗星每次靠近奥尔特云时,引力会像“搅粥”一样打乱彗星的轨道,把它们从“仓库”里拽出来,朝着太阳系内部飞。
要是涅墨西斯星这事儿真发生了,对太阳系和地球生命来说,简直是“灭顶级”的麻烦。先看太阳系,奥尔特云里的彗星被搅乱后,会有一大批改变轨道:有的可能撞向木星、土星这些气态巨行星,虽然木星质量大能扛住,但会引发表面巨大风暴;
有的会飞向火星、金星这些内行星,火星本来就没大气层,被彗星撞一下,表面会变得更坑洼,金星的温室效应可能会更严重。对地球生命的威胁就更直接了——要是有颗直径超过10公里的彗星撞上来,撞击瞬间会产生比全球所有原子弹爆炸还强1000倍的能量,扬起的尘埃会遮天蔽日,挡住太阳好几年。
植物没法光合作用会枯死,食草动物没吃的会灭绝,食肉动物跟着断粮,整个食物链直接崩了。还会引发全球地震、海啸,地球温度骤降进入“冰河期”,90%以上的物种可能都会消失。
不过也有很多科学家不认同涅墨西斯星的推测,理由还挺实在。首先最关键的是“没证据”——现在人类的望远镜越来越先进,不管是光学望远镜还是红外望远镜,都能观测到几十光年外的暗弱天体,可这么多年过去,连涅墨西斯星的影子、引力信号、辐射痕迹都没找到,要是真有这么颗星,不可能完全藏得住。
另外,所谓“周期性大灭绝”的说法站不住脚,比如白垩纪恐龙灭绝(6600万年前)和之前的三叠纪灭绝(2.01亿年前)、二叠纪灭绝(2.52亿年前),间隔时间根本不规律,没法用涅墨西斯星2600万年的轨道周期解释。还有,奥尔特云彗星被扰动不一定需要伴星,比如其他恒星从太阳系附近路过,或者银河系的潮汐力,都可能打乱彗星轨道,没必要非得加个“涅墨西斯星”。
除了主流说的太阳剩50亿年,还有人觉得太阳顶多再撑10亿年,这说法也不是瞎猜,是从氢聚变的规律里推出来的。这些人认为,太阳核心的氢聚变不是匀速的,会慢慢加速。现在太阳核心的氦是氢聚变的“副产品”,氦密度比氢大,会在核心堆积,导致核心压力逐渐升高——压力一高,氢原子碰撞的概率就变高,聚变速度自然加快。
按这个趋势,10亿年后太阳的亮度会比现在高30%,表面温度也会升高。到时候地球表面温度会超过100摄氏度,海洋会慢慢蒸发,水蒸气又会被太阳辐射“吹”到宇宙里,地球会变成一颗干燥、炎热的“火球”,植物、动物根本没法存活。所以这些人说的“剩10亿年”,不是太阳会灭,而是地球的“宜居期”只剩10亿年,之后生命就没法在地球上待了。
要是真等到太阳变成红巨星,地球的命运就更惨了。大概50亿年后,太阳核心的氢会彻底用完,核心失去能量支撑会收缩,外层的氢壳却会因为核心收缩产生的高温开始膨胀,太阳就变成了红巨星——体积会变得特别大,现在太阳直径约140万公里,变成红巨星后直径可能超过1亿公里,能直接把水星、金星“吞”进肚子里。
地球的下场有两种:要么被红巨星的外层物质直接吞噬,在几千摄氏度的高温下被汽化,连岩石都剩不下;要么就算太阳膨胀时质量会损失一点,引力变小,地球轨道往外移了一点没被吞,表面温度也会达到几千摄氏度,岩石融化成岩浆,大气层完全消失,变成一颗光秃秃的熔融星球,不管是人类还是其他生命,都不可能存在了。
说到底,这是太阳系演化的必然结果,只不过那都是几十亿年后的事儿,咱们现在不用瞎操心。
信息来源:
太阳寿命50亿年与地球46亿年历史的科学依据
- 中科院院士权威解读
中国科学院院士王赤在2023年全国两会期间接受《扬子晚报》专访时明确表示
NASA官方探测计划
美国宇航局官网2025年8月披露,其广域红外探测器(WISE)曾在2009-2010年间对太阳系边缘进行扫描,试图寻找涅墨西斯星(Nemesis)的踪迹,
央视网科学纪录片
央视网2005年7月对“深度撞击”任务的报道显示,彗星撞击地球的能量相当于全球核武器总和的1000倍。若涅墨西斯星扰动奥尔特云,可能引发类似6500万年前恐龙灭绝的全球性灾难,导致地球温度骤降、食物链崩溃 。
《科学》杂志论文
2022年《科学》杂志发表的研究指出,涅墨西斯星假说
来源:大福科学探秘一点号