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太陽正以每秒400萬噸的速度損失質量,地球會由此遠離太陽嗎?
2023/08/10

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不管是在地球上還是從宇宙中來看,太陽都是一個 「大火球」一刻不停地散發著熱量。雖然看起來十分相似,但我們常見的火焰是燃燒的產物,而 燃燒需要有氧氣進行助燃,顯然在太空中並沒有足夠的氧氣。那麼,太陽是怎麼釋放出自己的光和熱的?答案是 核聚變

人類直到上個世紀才開始嘗試利用 核能,並且現在只掌握了可控核裂變的技術, 能夠釋放出更大能量的可控核聚變還處在研究當中。令人「嫉妒」的是, 太陽隨時隨地都在進行著核聚變,由此釋放的能量 輻射到了整個太陽系,並成為了 地球上出現和維持生命所必不可少的條件

太陽主要由氫元素和氦元素構成,而核聚變的過程就是太陽核心部分的 氫原子合成氦原子的過程,在這個過程中會釋放出大量的能量。雖說太陽表面的溫度只有

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6000攝氏度左右,但其核心,也就是核反應區的溫度可以達到 1500萬攝氏度,還有 超過標準大氣壓3000億倍的巨大壓力,因此可以源源不斷地進行核聚變。

目前的人類還 沒有辦法完全模擬這樣的環境,我們只能夠用其他的方法來產生核聚變,這也是 人類研究可控核聚變的最大難題之一

太陽正在不斷損失質量?

太陽是我們能夠看到的最大的天體之一, 作為太陽系的絕對中心,它有著地球難以比擬的體積和質量。經過研究者們的測算,太陽的半徑達到了69.6萬千米,用體積公式計算後可以得出, 太陽的體積是地球的130萬倍

至于太陽的質量將經過更加複雜的計算,因為太陽表層的密度很低,而 核心的密度極高,甚至比純鉛還要高。在計算了內部的質量和外部質量之後,我們可以得到

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太陽的總質量大約是1.989×10³⁰千克,是地球的33萬倍。不光地球在太陽面前是小個子,太陽的質量占到了 整個太陽系所有物質的百分之九十九,其他的行星在太陽面前也「不值一提」。

但太陽並沒有在漫長的歲月中增加自己的體積,反而是變得更加「苗條」。 我們在太陽系中所感受到的光和熱,實際上就是太陽釋放出的能量輻射

既然有輻射那麼自然也會有消耗,太陽這樣的「龐然大物」,其消耗的質量也十分驚人, 據悉太陽正以每秒400萬噸的速度迅速損失質量。也就是說, 太陽從誕生以來就在不斷變得更輕。那麼,這種過程如果一直都持續下去,會不會對太陽系中的各個天體,尤其是 對地球有所影響呢?

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我們會不斷遠離太陽嗎?

我們從萬有引力定律中可以知道, 質量越大的物體,引力也就越大。太陽之所以能夠將太陽系之內的物體緊緊吸引住,也是因為它遠遠高出其他天體的質量。但是 太陽的質量和各個天體的質量都並不固定,行星軌道也會受到其他更多天體的影響。

在這些變化當中, 太陽自身的質量損失是一個重要的原因。嚴格來說這句話並沒有錯, 我們的地球的確在逐漸遠離太陽。說到這裡大家最關心的問題可能是, 地球遠離太陽的速度是多少?在遠離太陽之後我們又會面臨什麼樣的局面?

研究者們在經過測算之後發現, 離太陽越遠的天體,所受到的太陽引力也就越小,遠離太陽的速度也就越快。這個距離我們以「天文單位」來作為單位,距離 每增加一個天文單位

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每年的速度就增加1.5公分。而我們知道,天文單位就是太陽和地球之間的距離。因此, 地球每年遠離太陽的距離也就是1.5公分了

這個數值看起來很小,但天體的生命動輒數十億年, 地球會不會因為這個原因而變得更加寒冷,甚至最終脫離太陽系?可以肯定的是,儘管太陽變輕對于太陽系中各個天體都有影響,但 這種影響小到幾乎可以忽略不計

目前太陽已經在宇宙中度過了大約50億年的時光,研究者們估算太陽的主序星階段大約還有50億年。如果按這個年齡來計算,地球將會在太陽進入下一個階段的時候 遠離太陽大約7.5萬公里。這個距離在宇宙中是什麼概念?

距離我們最近的天體是地球的衛星月球, 月球大約距離地球38萬公里。所以, 地球在50億年中遠離太陽的距離還不到一個地 月距離,幾乎不會對地球環境造成什麼影響

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,我們不用擔心家園會變成《流浪地球》中那樣的冰封世界。

太陽對于地球的影響

太陽的確不會因為距離的細微變化對地球造成什麼影響, 但這不代表太陽本身就十分穩定,我們也需要隨時觀察太陽的動向。從誕生以來,地球就一直沒有處在穩定的氣候環境當中, 自然界的總體氣候受到太陽輻射的影響,有時候整體 偏熱,有時候 偏冷

這個變化往往以萬年計,而且有一定規律可以尋找。但太陽也會出現 耀斑爆發等突發事件,在這些事件裡, 強烈的電磁輻射將會影響地球,造成地球上的線路、通信破壞,甚至短時間內還無法恢復

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太陽的耀斑爆發在沒有電磁通信技術的古代並不是什麼災難性事件,最大的影響不過是讓更多地方的人看到美麗的極光。但是 在依賴電磁技術的現代社會,這樣的事件將會 造成極為嚴重的後果

因此,研究者們也在時時刻刻 記錄太陽表面的變化,爭取可以從中找出太陽活動的規律,能夠讓人類提前做好應對的準備。不過除了這一點之外,人們更多擔心的還是 太陽活動對于地球環境、氣候造成的影響,這不單單影響到人類社會的運轉,還會 影響到整個地球生物圈的安危

科學家在對于太陽結構進行研究的時候發現,氫元素在核聚變的時候形成的 氦元素將會不斷地堆積在太陽內部的反應殼層,讓核聚變反應更加接近太陽表面,從客觀上 增加了太陽釋放的光和熱。也就是說, 儘管太陽的質量在變小,但是它釋放的能量反而變多了

這種變化和地球原理太陽的速度相比相當猛烈,科學家們推測 太陽每過10億年,其增加的光和熱就達到了十分之一,在 十億年之後會讓地表溫度升高到50攝氏度左右,這對于地球生物來說,就是一次 徹底的「大滅絕」

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