太阳对于人类来说很重要,它不仅提供了光和热,还在地球气候系统、生态系统运行中发挥着关键作用。按照目前的主流说法,太阳的寿命还剩下大约50亿年。那么,科学家是如何计算太阳寿命的。未来的时候,人类又应该怎么办呢?
太阳核心一直都在发生核聚变反应,主要是氢原子核聚变成氦原子核。这个过程中,质量会亏损,根据质能方程E=mc²,亏损的质量就转化成了能量释放出来。
也就是说,太阳每秒大约有6.2亿吨氢参与核聚变反应,其中大约420万吨的质量转化为能量。
科学家通过对太阳质量和成分的研究,估算出太阳核心可供核聚变的氢,大约占太阳总质量的10%。太阳总质量约为2000亿亿亿吨,也就是说,核心氢的质量约为200亿亿亿吨。
按照目前的核聚变消耗速度,这些氢全部消耗完,大约需要100亿年时间。而根据对太阳系中,最古老陨石的放射性同位素测定,太阳已经“燃烧”了大约50亿年,所以才说太阳寿命还剩50亿年。
这时候,也许有人会问,会不会随着太阳的“燃烧”,核聚变速度会变慢或者变快?
确实,答案是会变快。这就好比烧火做饭,一开始火苗小,锅里水升温慢。但是随着柴火越烧越旺,火苗变大,水升温就快了。
太阳核聚变也是这个道理,随着氢不断变成氦,太阳核心的物质组成变了,密度会变得更大,温度也会升高。温度一升高,氢原子核运动得就更快,相互碰撞的机会更多,核聚变反应自然就加速了。
那么,50亿年后如果太阳“熄灭”,人类应该怎么办?
要知道,人类在地球上出现不过数百万年,现代人类文明的历史更是只有几千年。50亿年对于人类来说,其实还很漫长。不过,以人类目前的科技水平,星际移民几乎是天方夜谭。
距离太阳系最近的恒星比邻星,大约4.2光年。就算以人类目前最快的航天器,帕克太阳探测器的速度,飞到比邻星也需要大约6800年。而且,就算到达了其他恒星系,也不一定能找到,像地球这样适合人类生存的星球。
但是,人类科技发展的速度超乎想象。科学家表示,不需要太悲观。回顾过去100年,人类从刚刚发明飞机,到已经实现载人航天、登陆月球,再到现在探索火星。如果按照这样的发展速度,50亿年的时间里,人类也许能够掌握星际航行技术,找到新的家园。
当然了,还有一种可能,人类会在太阳“熄灭”之前,就找到利用其他能源维持生存的方法。比如,开发出可控核聚变技术,让人类不再依赖太阳的能量。
在我看来,太阳寿命还剩50亿年,这是科学计算出来的结果。对人类来说,50亿年既漫长又充满挑战。
不过,人类文明一直都是在克服困难中前进的。只要我们坚持探索科学,不断推动科技进步,说不定在太阳“熄灭”前,人类文明已经在宇宙其他地方扎根了。