假如太阳突然消失,地球能支撑多久?
如果太阳突然消失,地球会变成什么样?
太阳消失的8分钟后
地球将失去太阳光,陷入黑暗,人类只能用电能照明或者生火。没有了太阳光的反射,其他行星也会一个接一个地消失在黑暗中,我们将再也看不到灿烂的太阳系。太阳消失了,对地球的引力同时也会消失,地球将会以每秒29公里的速度进入太空,假如地球没有与其他任何行星或小行星发生碰撞的,也没有被吸入黑洞,它将会沿着直线移动4300年,直到进入另一颗恒星的轨道。植物需要阳光才能进行光合作用,在没有太阳的情况下,地球上的大多数小植物会在几天内死亡,而较大的植物能依靠自己缓慢地新陈代谢再存活几年到几十年,但我们暂时还不会面临缺氧的情况,剩余的氧气足够供人类和动物们再呼吸一千年。
太阳消失的第一周内
如果没有热源的话,地球很快就会冷却下来,大约会下降到0摄氏度,但考虑到我们拥有的燃料,在最初的几个月里,没有了太阳,我们也还可以依靠地球上剩余的燃料取暖。
太阳消失的第一年
地球的平均温度降下降到零下150度,但这还不是最低的,直到稳定在零下240度。如果我们还无法离开地球找到个宜居星球的话,我们和其他生物生存的唯一方法就是深入地下,靠近地核,但这需要大量的挖掘工作。在极端环境下,海洋表面会变成一个巨大的溜冰场,但也只是看起来而已,冰层可能很薄。无论如何,地球上的液态水还是会持续存在数十亿年的,因为地核的温度依旧很高,生活在海底最深处,比如说马里亚纳海沟的深海动物可以长久的存活下来,因为它们不需要光合作用,只要水是液态的就能满足它们的生存条件。
太阳是一颗恒星,现在大约是45.7亿岁,还处于核聚变的稳定期,我们可以形象的描述为中年阶段,在这个阶段,太阳可以稳定地释放光和热,表面温度变化很小,但是随着太阳内部的氢和氦不断被燃烧,太阳就会发生引力收缩,引力收缩会导致太阳的外围不断扩大,而内部缩小,释放出大量的光和热。根据它的质量,科学家们估算太阳大约还有50亿年的寿命。50亿年后,太阳开始进行氦核聚变,体积将会猛烈膨胀,形成红巨星。最终,太阳的外层会脱离引力束缚,弥散到空间中,成为行星状星云。由于没有核聚变反应产生辐射压来抵挡引力坍缩,太阳的核心会被重力压缩成白矮星,平均密度可达液态水的100万倍。如果那时还有地球,它还会继续绕着成为白矮星的太阳公转。
在太阳这个死亡过程里,地球的命运是不确定的,当太阳成为红巨星时,它的半径会是现在的200倍,表面可能将膨胀到地球现在的轨道。然而,在太阳成为一颗红巨星的同时,由于太阳风的作用,太阳已经流失了30%的质量,地球和其他附近行星的引力会减弱,所以地球的轨道会向外移动,如果这样,地球就可以在太阳的死亡过程中幸免于难。但即使地球能够逃脱被太阳焚毁的命运,地球上的水可能也会被蒸发殆尽,大部分气体都会逃逸到太空中,地球表面温度上升,所有生物也都难以逃过灭绝的灾难。
而这些会在10亿年后发生。大约10亿年后,太阳的热度将比现在热10%左右,对于地球来说,就是灭顶之灾,我们都知道,在太阳系中,金星和地球都处于宜居地带,不过金星的表面温度却有400多度,而10亿年后的地球,非常有可能会变成第二个金星。地球的生态系统也会全面崩溃。而这还只是太阳进入老龄化阶段后的一个开始,未来辐射和热量会增加得更猛烈。10亿年之后,太阳随便发生一次耀斑,都可以让地球上所有的卫星通讯等全部被摧毁,而且随着太阳的年龄越来越大,太阳还会如同《流浪地球》中那样,发生氦闪现象,这有多恐怖呢?地球的天然保护伞——大气层,也都会在氦闪的袭击下全部被摧毁。到时候,地球将彻底变成一颗火球,再也没有办法孕育生命。
那么,未来人类会去往何处呢?或许在未来,人类已经找到了其他可宜居星球并进行了星际移民。
太阳是太阳系的绝对老“大”,它的质量占了太阳系的99.8632%。它巨大质量产生的引力将太阳系中的其他星体束缚在周围。
图:太阳系示意图
太阳不可能突然消失的,当然,我们可以假设这一情况发生。
在太阳消失大约8分19秒(平均时间)后,地球上的人就会感受到极端的黑暗,同时,地球会失去太阳引力的束缚,以每秒大约29.78千米的速度飞向太阳系外部,就像扔出去的链球一样。
地球成为了一颗星际行星。星际行星是一种有行星质量大小的,但不围绕恒星运行的天体。这样的行星实际上是很多的。据估计,光木星大小的星际行星就是恒星数量的两倍。月球也会跟随地球飞行,依然是地球的卫星。
图:星际行星想象图
由于没有了阳光的照射,地球的温度会迅速下降。宇宙的背景辐射温度约为3开,地球的温度会下降到这个温度吗?答案是不会!温度会比这高很多。
由于大气是依靠地球引力被束缚在地球周围的,所以大气并不会消失。浓密的大气会阻止地球温度的大量和快速损失。地核内部的热量大约有80%是由同位素衰变提供的,所以,地球本身会提供大量的热量。地核的同位素衰变可以提供上百亿年的热量。
月球也没有失去,潮汐力会使地球的物质发生摩擦,这也会提供一些热量。地球表面的温度大约会冷却到零下200摄氏度左右。
海洋会结冰,冰层的厚度会有上千米厚,但下层依然会是液态的水。海底火山能够提供生物生存的热量和营养物质,其周围还会有生命生存。
如果人类在太阳消失前10年知道了这一切,并发展出核聚变反应堆,人类依然会生存下来。可以建立深入地底数千米的洞穴,利用核聚变和地热能提供能量。人类文明甚至可以继续发展……