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        太陽正以每秒400萬噸的速度損失質(zhì)量,地球會由此遠(yuǎn)離太陽嗎

        發(fā)布日期: 2023-05-08 11:20 瀏覽:32
        核心摘要:地球有大約45億年的歷史,地球上的生命已經(jīng)經(jīng)歷了5次大滅絕,但每一次都能帶來新的生命,最后形成今天豐富多彩的世界。地球上5次生物大滅絕在地球之所以五彩繽紛的諸多因素中太陽的作用是毋庸置疑的,在地球的悠久歷

        地球有大約45億年的歷史,地球上的生命已經(jīng)經(jīng)歷了5次大滅絕,但每一次都能帶來新的生命,最后形成今天豐富多彩的世界。



        地球上5次生物大滅絕


        在地球之所以五彩繽紛的諸多因素中太陽的作用是毋庸置疑的,在地球的悠久歷史中,地表的演化,生物的產(chǎn)生和發(fā)育,四季的更替都有太陽的身影。


        世間萬物唯一不變的就是變化,太陽的演變史也是十分悠久的,在悠久的歷史中太陽的質(zhì)量每秒要失去400萬噸,這是為什么呢?那么地球會因此而遠(yuǎn)離太陽嗎?


        太陽為什么會發(fā)光發(fā)熱?為什么會損失質(zhì)量?


        太陽是太陽系的中心,太陽屬于低質(zhì)量恒星,但是它的質(zhì)量相對于其他行星還是有百萬倍的差距,太陽已經(jīng)步入主序星階段燃燒了50億年。



        太陽表面


        據(jù)專家聲稱太陽在主序星的階段時間估計為90億年。在這50億年里,太陽不斷向外輻射能量。太陽為何會一直發(fā)光發(fā)熱?


        其實是因為太陽本身的超高質(zhì)量導(dǎo)致太陽不斷地發(fā)光發(fā)熱。我們先簡單地從牛頓的萬有引力定律角度去理解,質(zhì)量越大的物體引力越大,就會導(dǎo)致太陽自身在不斷向內(nèi)擠壓,如果在太陽內(nèi)部沒有力去抗衡的話,會坍縮成一個小球,就是白矮星,如果質(zhì)量再高一點甚至可能坍縮成黑洞。



        最小白矮星


        但事實上太陽并沒有變小。是因為太陽在穩(wěn)定的發(fā)生核聚變。核聚變產(chǎn)生的能量能夠抵抗本身的引力防止坍縮,并且能夠持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)光發(fā)熱。


        核聚變的發(fā)生條件是在太陽受到自身的引力作用下不斷坍縮,在坍縮的過程中內(nèi)核溫度不斷升高,達(dá)到驚人的1500萬度,但是即使到了如此之高的溫度,還是不至于發(fā)生核聚變,這就涉及到了微觀世界中的量子隧穿效應(yīng)。



        核聚變反應(yīng)公式


        量子隧穿效應(yīng)指在微觀世界中,原本只有到某個能量峰值才能反應(yīng)的,然而突然某些原子沒有到能量峰值,就像過隧道一樣越過能量峰值直接發(fā)生反應(yīng)。


        然而發(fā)生該效應(yīng)的概率是極低的,但是在太陽的極高質(zhì)量下,擁有一定數(shù)量級的原子,“量變引起質(zhì)變”,太陽就能夠穩(wěn)定地發(fā)生核聚變。



        太陽核聚變


        太陽的核聚變有兩個路徑,一個是質(zhì)子反應(yīng)鏈,一個是碳氧氮循環(huán)。而絕大部分核聚變是通過質(zhì)子反應(yīng)鏈來完成的,在這個反應(yīng)鏈中,反應(yīng)前后的物質(zhì)會產(chǎn)生一定的質(zhì)量差,而這個相差的部分是就是能量的來源。


        科學(xué)家根據(jù)太陽輻射的總功率,算出了每秒的輻射的熱量為3.7810^26J,然后根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E=MC^2,據(jù)此我們就能夠算出太陽每秒的損失質(zhì)量是400萬噸。與此同時,太陽會離地球越來越遠(yuǎn)。


        為什么損失質(zhì)量,地球會遠(yuǎn)離太陽?


        質(zhì)量和距離的關(guān)系可能有點抽象,但是我們可以通過牛頓的萬有引力定律來加以理解。我們知道質(zhì)量和引力之間是成正比關(guān)系,質(zhì)量越高引力越大。



        牛頓萬有引力


        所以隨著太陽的質(zhì)量損耗,太陽和地球之間的引力會逐步降低,然而太陽系的各個行星之所以能在自己的軌道上按照一定的規(guī)律運行,是依靠太陽與各個行星的引力互相束縛。


        隨著太陽的質(zhì)量下降,引力也會降低,必然導(dǎo)致行星的遠(yuǎn)離,地球也不例外。地球的遠(yuǎn)離現(xiàn)象已經(jīng)有了一定的科學(xué)研究,引力常數(shù)確實逐步降低,日心引力常數(shù)每年降低6.1310^-14。



        地心引力


        不過降低的質(zhì)量是很有限的,這個和太陽本身的質(zhì)量有關(guān),因為消耗的質(zhì)量占太陽本身質(zhì)量的比值太小。雖然每秒鐘損耗的質(zhì)量看起來很多,但是太陽的質(zhì)量達(dá)到一個驚人10的30次方的數(shù)字級,消耗的質(zhì)量相比之下就相形見絀,所以消耗的比例是微乎其微的。



        太陽VS地球的距離


        經(jīng)有關(guān)人員計算地球和太陽之間的距離,每年會增加1.5cm。即使宇宙形成這么長的時間,地球與太陽之間距離的增加,相對于地球到太陽的距離也是微乎其微的。


        即使再過50億年,太陽遠(yuǎn)離了7.5萬公里,這個距離看似很大,但是對于天體之間的距離來說卻是很小的,畢竟月亮離地球都有38萬公里。所以,我們不用過于擔(dān)心會給地球帶來什么影響。


        太陽的損失質(zhì)量還會帶來什么影響?


        太陽損失質(zhì)量是太陽作為主序星必須經(jīng)歷的一個過程,損失質(zhì)量進(jìn)行核聚變,從而防止坍縮和向外輻射能量。雖然太陽質(zhì)量的損失導(dǎo)致了地球的遠(yuǎn)離,但是太陽隨著時間的推移正在逐步變亮、變熱。



        金星


        金星就是一個例子,傳統(tǒng)科學(xué)家認(rèn)為,金星之所以由原來的宜居星球變?yōu)椴辉僖司樱且驗樘柕闹鸩阶兞磷儫幔瑢?dǎo)致金星被迫移出宜居帶。


        原因是因為萬有引力的比熱容是負(fù)的,這導(dǎo)致了氣體恒星在萬有引力的系統(tǒng)下,最終的結(jié)果都是坍縮成密度極高的物質(zhì)。意味著太陽將會越變越亮,直至坍縮到不能再收縮。



        宜居帶


        太陽的核聚變只是在延緩這個過程,而這個過程會隨著恒星質(zhì)量的增加而延長。隨著時間的推進(jìn),不考慮我們?nèi)祟惢顒拥挠绊懀厍虻目傮w環(huán)境溫度會逐步上升。


        把時間線推后到太陽從主質(zhì)星的階段向紅巨星發(fā)展的時候,這時太陽體積會迅速膨脹,可能地球還沒有遠(yuǎn)離,就被太陽給吞噬了。但是這些問題都是十分遙遠(yuǎn)的。


        結(jié)語


        太陽是我們?nèi)祟愘囈陨娴哪芰縼碓矗沁@個能量來源終有窮盡之時。但是這是一個十分長久的問題,而眼下更應(yīng)該關(guān)心的是環(huán)境生態(tài)問題。



        夕陽西下


        未來我們有可能可以進(jìn)行星際搬遷,但是眼下才是未來的根本。目前我們還離不開這顆藍(lán)色的星球,現(xiàn)在全球變暖問題越來越突出,雖然有太陽正在變熱的原因,但是人類的因素同樣不能忽略。



        夕陽西下


        人類活動所造成的任何后果終將反饋到人類身上。所以生態(tài)問題我們不能忽視,提倡綠色生活,減少溫室氣體的排放。


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