我們都知道太陽不是永恒的,無論如何它最終都會(huì)結(jié)束。在科學(xué)家描述的大約50億年的時(shí)間里,太陽將膨脹成一顆紅巨星,隨后會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的氦氣閃光,屆時(shí)地球可能會(huì)被太陽吞噬。那將是一切的終結(jié)(如果那時(shí)地球還存在的話)。

這是一個(gè)悲傷的故事,但好消息是,它似乎是如此遙遠(yuǎn),我們現(xiàn)在甚至不擔(dān)心它。相反,我們更感興趣的是為什么太陽會(huì)在50億年后膨脹并吞噬地球,為什么?今天我們要教大家一些關(guān)于這個(gè)的知識(shí)。許多人認(rèn)為太陽是一個(gè)熊熊燃燒的火球,但事實(shí)并非如此。事實(shí)上,太陽只有一小部分在燃燒——核心——不到太陽半徑的四分之一。

太陽核心的核聚變反應(yīng)不斷以高能光子的形式輸出能量,在太陽內(nèi)部形成強(qiáng)大的輻射壓力,這使得核心外的氫幾乎不可能進(jìn)入核心反應(yīng)區(qū)。這意味著太陽在其漫長的生命周期中只能消耗一小部分的氫,從而大大縮短了它的生命周期。利用這個(gè)模型,并結(jié)合實(shí)際測量的數(shù)據(jù),科學(xué)家們估計(jì)太陽核心的氫可以讓太陽再燃燒50億年左右。
太陽之所以能夠保持目前的穩(wěn)定狀態(tài),是因?yàn)樗陨淼闹亓εc內(nèi)部的輻射壓力處于動(dòng)態(tài)平衡。50億年后,太陽核心的氫將耗盡,內(nèi)部的能量將失去以抵抗自身的引力并向內(nèi)坍縮。在坍縮過程中,釋放的重力勢能提高了太陽核心的溫度和密度。當(dāng)溫度和密度足夠高時(shí),核外層的氫元素就會(huì)被點(diǎn)燃,這被稱為“氫殼聚變”。

最里面的氫層當(dāng)核聚變被點(diǎn)燃時(shí),熱量會(huì)點(diǎn)燃外層的氫,從而在太陽的核心殼層引發(fā)一系列劇烈的氫聚變反應(yīng)。由此產(chǎn)生的輻射壓力將摧毀太陽的外殼,太陽將急劇膨脹,成為一顆紅巨星。根據(jù)計(jì)算,太陽的半徑將飆升200倍,其巨大的表面將到達(dá)地球的軌道,所以它可能會(huì)吞噬地球。應(yīng)該注意的是,紅巨星太陽的表面溫度將會(huì)更低,因?yàn)樵谂蛎浐竽芰棵芏燃眲∠陆怠K?0億年后,即使太陽吞噬了地球,它也不會(huì)是它應(yīng)該是的“渣”。它可能只會(huì)剝離地球的地殼,留下堅(jiān)硬的鐵鎳內(nèi)核。