冒着热气的火球
在宇宙中每个星系都会至少有一颗恒星恒星的作用自发现以来一直让科学家着迷。银河系中生命的诞生也离不开恒星。对于有生命存在的地方,恒星发出的太阳光所带来的热辐射,可以为很多的生物和生物补充能量。
在宏观尺度上,虽然银河系中的恒星时不时会发出电磁风暴,但有利也有弊。缺点是这是破坏性风暴。如果星球没有强大的磁场保护,就会被这场风暴摧毁,变得破败不堪。
放出“电磁风暴”
的好处是这个电磁风暴是整个星系的保护盾。这样的防护罩可以抵御来自宇宙深处的射线、辐射等,从而保护生命星球。
我们的太阳系也是如此。人类和地球上的万物共享着太阳带来的福祉。生命走到今天只伴随着光,万物的诞生却有了终结。如果有一天太阳熄灭会怎样?人类需要多长时间才能意识到是多少?
电磁风暴是一种保护盾
关于星星的一切
人类已经不是第一次承担太阳的危机了。猜测和假设。结局无一例外是世界毁灭人类流离失所。
即使在现代,人们也还有这种“兴趣”。有人说太阳下山后,人类会在8分钟后感知。然后天地突然变了,地球变成了一个曲棍球,所有的生命都将灭亡。但事实真的如此吗?
人类早就猜到了太阳的危机
从太阳到地球的距离来看,大概是在1AU(地球和太阳的距离是天文单位)。太阳的能量主要是以热辐射的形式传递给地球,也就是我们通常所说的光。看过日全食的朋友都知道,月亮遮住太阳的那一刻,整个地球几乎很快就会变成一片漆黑。
太阳和地球的距离
以光的传播来说,这个过程真的只需要八分钟左右。但是不要忘了,这是一个以光的一种传播形式为参考的假设。其实,对于太阳的灭绝,科学家们表示:人类对这个事件的认知其实是很久以前的事了。
你可能想知道为什么太阳会熄灭,人类以这么大的时间跨度感知这种变化。让我们回到太阳本身,从本质上找出这个问题的变化。
人类的感知时间跨度非常长
太阳在我们一般的认知中就是一个燃烧的大火球,而熊熊的火焰所释放的热能是一切能量的源头是根本。太阳和行星类似,也有壳核的概念。太阳的外壳可以说是我们之所以将其视为光球层的原因,而可见光的形成实际上是电子与氢原子反应产生氢离子时产生的。
太阳就像一团燃烧的火球
另外,太阳也有自己的大气层,只不过它的大气层是由众多的电子和辐射能组成的。最外层的日光层充满了太阳风等离子体,这是我们的第一个太阳。
来到太阳的内部,这里是一切秘密的根源。太阳的核心通过核聚变反应释放出巨大的能量和高能射线,光子会立即被辐射区的太阳等离子体吸收。
太阳内部结构
这种变化通常发生在的光子行进几毫米后,然后以随机方向重新发射。由于这种能量非常低,辐射到达太阳表面需要很长时间。光子旅行时间估计在10000~170000年之间。如果太阳的核心能量突然发生变化,这个时间尺度和稳定将花费更长的时间。
太阳的核聚变反应
本质上,太阳是一个能够进行核聚变的等离子球。热核反应的形成让太阳源源不断地释放能量,即使在能量耗尽的那一天。太阳的变化,也会像一个被烤红的铁球,逐渐恢复冰冷的状态。
聚变剧变
归根结底,太阳还是一个拥有自身生命力的天体相比于行星之间的差异,恒星可能是最终能够主宰自己的天体命运。行星必须随着恒星的变化而变化。
太阳是宇宙中一颗巨大的恒星
既然太阳的灭绝不会是一个突然的结果,而是一个缓慢的过程,那么对于它的生命历程,此时又会是怎样的呢?
对于太阳来说,它熄灭后会发生各种变化,最终要降温,必须要经历这个过程。停止核心的氢聚变,那么没有什么能阻止核心的收缩。引力势能的释放会让太阳变得更加明亮,并在接下来的亿年里膨胀,逐渐成为一颗红巨星。
太阳的灭绝是一个缓慢的过程
有些人可能会想到黑洞、超巨星等,这确实是恒星的一个方向或结局。但我们需要明白的是,任何物体的命运仍然取决于它的质量。
太阳没有足够的质量爆炸成为超新星,坍缩也没有足够的引力成为黑洞。等待它的只是红巨星变成矮星之后。这个时期的太阳仍在工作,但方式却大不相同。
如果太阳变成一颗红巨星
电子在不断的压缩下逐渐堆积在一起,电子的特殊物理性质使它们相互排斥。在简并压力的作用下,电子不断地与坍缩的恒星作斗争。
这个时期的太阳已经到了白矮星的阶段,整体温度趋于平坦,不会像红巨星那样膨胀吞噬周围的行星。因为白矮星是由大质量恒星演化而来,致密的质量挤压使得白矮星的密度极高,引力超过了恒星本身。
第一颗双白矮星
从人类可以观测到的时间尺度来说,这个过程是非常漫长的,灭绝之后的时间只是太阳的新开始。白矮星在宇宙中并不少见,很多年长的恒星进化成白矮星。
一些质量为的恒星最终变成黑洞,太阳的质量远低于这个临界点,所以不用担心太阳系会被太阳吞没结束。知道了这一点,我们就能知道太阳的最终方向。
黑洞第一张照片
值得一提的是,今天的太阳是整个太阳系历史上最稳定的存在阶段,在过去的数十亿年里,太阳并没有发生太大的变化。甚至在接下来的十万年里,太阳还会继续稳定地向地球输出能量。如果想看到太阳熄灭的那一天,人类可能很难看到。
结束只是开始
当太阳快要走到尽头的时候,在传统意义上,我们可以假设它已经死了,因为太阳是星星的阶段性产物结束意味着太阳的死亡。
太阳的消亡会导致地球的毁灭吗?
红巨星的巨大膨胀吞噬了附近的水星、火星和地球后,还有土星、木星等巨型气体行星受到创伤。红巨星强大的电磁风会吹走它们的气体层,然后暴露出行星的岩石内核。整个太阳系基本上随着太阳的灭亡而灭亡。
如果有一颗幸运行星,而且这颗行星本身离恒星很远,那么当红巨星诞生时,它可能就在宜居带。更远的行星在这个阶段存活了。
宇宙中直径最大的恒星是UYScuti
红巨星只是开始,不是结束。科学家们发现,在这颗白矮星附近可能会诞生一个新的宜居带。白矮星不像年轻恒星那么热,但总的来说,白矮星正在慢慢释放最后的能量。
也就是说,已经毁灭的星系可能会因为白矮星的变化而诞生新的生命。对于生命来说,亿万年的时间跨度,足够它们经历整个宇宙。
白矮星也会有宜居带
目前,科学家们已经知道有几颗这样的行星。在巨蛇座NN上,有一颗行星围绕WD0806-661运行。如今,科学家们在观测恒星变化时,也开始将目光投向了第一代远古恒星。这类恒星是宇宙起源最早形成的恒星。
还有一种比较特殊的恒星,会在超新星爆炸中彻底毁灭,因为能量远超引力约束,什么都不留下。这种罕见的事件可能是由一对不稳定的超新星引起的,甚至连黑洞的残余也不会留下。
宇宙最猛烈的爆炸——超新星
当今宇宙已经进入阶段天体生命逐渐大爆炸黑洞诞生,白矮星形成。通过对早期恒星SN2016iet的观测,科学家们也在逐步修正现有的天体演化模型。
终极方向
太阳在某种程度上可能比其他恒星幸运一点,它不会像超新星那样爆炸摧毁周围的一切;它会像黑洞一样吞噬一切,像一张贪吃的大嘴。
你是银河系的原型我是黑矮星
变成白矮星的太阳就像退休的老人安详地度过晚年,用最后的余热迎接他的终极结局——黑矮星。白矮星的能量将在接下来的十亿年中流失,形成白矮星的的主要成分是氧、氖和镁。因为碳燃烧得不够猛烈,所以它在钱德拉塞卡极限以下失去了足够多的质量,以防止它变成超新星。
宇宙的运动
最后,所有的白矮星因为能量的作用逐渐消失,成为残骸,最后演变成黑矮星。宇宙已经诞生了一百多亿年,现在的时间跨度还不足以诞生出如此极度衰老的恒星。
就像人类的白发一样,黑矮星的形成预示着宇宙的衰老,一切都将走到尽头。这时候宇宙开始有越来越多的黑矮星和黑洞,超新星也不再爆发。
宇宙的变化有赖于恒星的演化来发展
如果有幸运的情况,被黑洞吞噬的基本粒子和纠缠在其中的粒子都会在黑洞中湮灭,因为它们无法找到另一半的粒子。黑洞此时将迎来它的高光时刻,黑洞释放的能量会再生一些新的天体。
在此期间宇宙会出现短暂的倒叙。当一切都逝去,宇宙将迎来永恒的寂静与冰冷。可以说今天的宇宙变化很大程度上是通过恒星的演化来发展的。
太阳熄灭的过程
太阳作为其中的一员,也为这一切做出了小小的贡献。太阳系是一个有着高级生命的星系,人类能够感知到这种存在是最大的幸运。
时间尺度
太阳的诞生已经46亿年。对于人类来说,这个时间跨度远超认知。人类的寿命以宇宙尺度来说,连一秒都不如。我们能观察到的只是几万年前,太阳熄灭的过程只能是初步的感知变化。
太阳的生命超乎我们的想象
我们无法对其进行足够长时间的观察,只能在科学计算的模型中探索这种变化。对于人类来说,如何在当今太平盛世的太阳系发展成为更强大的文明,才能与太阳走得更远。
毕竟在未来的天体演化中,人类不仅要面对太阳活动的变化,还要面对行星的运动变化。如果人类没有在太阳熄灭前找到合适的宜居星球,等待我们的将是和太阳一样的结局。
天体的演化
整个天体和星系在宏观尺度上太长了,我们只能拭目以待了。而阳光依旧灿烂。
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