宇宙中沒有什麽是永恒的,從恒星的發展演變上來看,太陽也不例外,太陽也是有其生命周期的,而目前我們的太陽處於恒星的主序星時期。
科學家們通過大致的計算和分析後大約得出了太陽的壽命還有約50億年,50億年後太陽將會發生膨脹成為紅巨星而吞噬地球。
太陽是距離地球最近的壹顆恒星,也是太陽系的中心天體,而太陽自誕生起到現在已有了五十億年。
那麽太陽是如何形成的呢?
宇宙的空間中並不是什麽都沒有的,而是布滿了物質,這些物質是氣體,塵埃或兩者的混合物,在其中有壹種低溫,不發光的星際塵雲,這是形成恒星的重要成分。
大約在五十億年前,壹個被稱為?原始太陽星雲?的星際塵雲由於萬有引力的作用,要發生收縮,其體積也越縮越小,而且核心的溫度也越來越高,密度也越來越大。
當核心溫度達到10000℃, 表面溫度為2000~3000℃時, 就發出紅光、形成原始太陽。在太陽剛成為壹顆恒星的時候, 體積還有輻射的總能量可都要比現在大得多。
而太陽成為恒星之後收縮過程變慢, 當核心溫度高達1000萬℃的時候,就會觸發聚變反應, 從而釋放出巨大的能量。壹般當恒星處於核聚變產生的向外壓力和自身質量產生的內向重力的平衡狀態時,這個平衡就被稱為流體靜力學平衡,而我們太陽現在就處於壹個類似於這樣的穩定狀態。
恒星從不斷成熟到生命的盡頭,這是壹個極其漫長的過程。
下面我們來看壹下太陽的演變過程。
太陽壹生要經歷主序期以前,主序期,紅巨星,紅巨星後期,白矮星這五個階段。目前我們的太陽就處於主星序,在其中心氫核聚變為氦核,而在此聚變過程中會釋放出巨大的能量,為地球提供了源源不斷的熱量。
這時的太陽就處於核聚變產生的向外壓力和自身質量產生的內向重力的壹個平衡狀態,也可以說是壹個穩定的狀態,而太陽也日復壹日的地進行著氫核聚變為氦核、釋放熱量、損失質量的壹個過程。
但隨著太陽不斷地向外釋放能量,損失質量,其引力也會隨之降低,於是太陽的內向重力將不足以承擔得起核聚變所產生的向外壓力,最終會打破太陽所處的穩定狀態
然後太陽開始向外膨脹成為壹顆紅巨星。而在太陽演化成紅巨星的過程中會因為不斷釋放能量而引力變小,進而體積會不斷變大,科學家預計其體積會變大幾百倍。
紅巨星還會發生進壹步的衰變,繼續釋放能量變成壹顆白矮星,直到不能再釋放能量?
太陽為什麽可以持久穩定的?燃燒?
太陽的?燃料?其實就是氫原子,而太陽質量的73%是由這種化學元素組成的。由於太陽核心的溫度高達1500萬℃,壓力高達3000億地球的大氣壓力。
在如此極端的溫度高壓下,四個氫原子可以聚集成壹個氦原子並釋放能量,在這個過程中,除了光子以外,太陽還會釋放出中微子等粒子。
而太陽之所以可以穩定的?燃燒?是由於量子隧穿效應,而量子隧穿效應是太陽核聚變所倚賴的機制,因為量子隧穿效應可以限制太陽燃燒的速率,所以可以維持太陽的長久壽命。
前面還說到了之所以太陽可以穩定地進行聚變反應,是由於太陽的向外壓力與向內重力相平衡,而這個向內壓力便是指核聚變過程中產生的輻射壓力(輻射壓力就是氫聚變過程中產生的輻射所形成的壓力)。
而當太陽失去質量,不斷釋放能量變成壹顆紅巨星之後,壓力此時會大於重力,就會引起太陽的體積膨脹,也就是受熱膨脹。
那麽太陽膨脹後會發生什麽呢?
我們的地球由於和有太陽不遠不近的距離、磁場、大氣以及液態水,才能夠有現在的盎然景象,可以說地球能夠孕育生命,是諸多巧合***同作用的結果。
根據科學家們的計算,當太陽會膨脹成為壹顆紅巨星,其體積會迅速向外擴大,而預計太陽膨脹的範圍會在100倍左右,我們的地球作為太陽系內距離太陽第三位的行星,極有可能在太陽生命耗盡的最後壹瞬間,被太陽所吞噬掉,之後太陽會變成壹顆白矮星。
恒星的形成與隕滅是宇宙中最常見的事情,關於太陽的膨脹在事實上其實也就是其自身演化過程中的壹部分,是太陽壹生中必然要經歷的。
在科幻片《流浪地球》中,人類制造了上萬臺行星發動機,打算推著地球去流浪,而太陽的隕滅是壹個不可逆的過程,所以搬家也許是地球文明保全的最明智選擇。