来源:中国科普博览

  作者:哈尔滨工业大学(深圳)李会超

  经过很长一段时间,太阳终于走到了生命的尽头。它重量轻开始增加其体积开始膨胀,逐渐接近地球轨道的表面具有从太阳表面150万公里,咽了下去。这恐怖的场景不是没有根据的妄想,也不是科幻故事,弥补了情节,但根据物理学定律,因为我们知道它,并观察到严格的科学结论得到了满天的星星。有一天,在未来,它会发生,以确定。

  所以,我们不准备以脚为编制“流浪地球”的?不,请等。早。现在徘徊了一下。这件事情,我们不得不从头说起。

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  太阳能源的方式

  1945年,美国已经投下了两颗原子弹日本,完全驯兽法西斯。在义正言辞的事实后发表白宫声明说,原子弹将“释放太阳的能量的功率带来的战争来远东人民。“。

  在感情上,这句话在二战结束意味着轰炸增添了几分好,也很合适。但是,从科学的角度来看,这句话有一点偏差。广岛和长崎的原子弹,也依赖于太阳释放能量的核反应。然而,炸弹使用重元素的核裂变,我。?。中,较高分子量的元件由裂变元件链反应成更小的分子量。有的干脆说,是一个很大的核成较小的原子核裂变。太阳正在相反的方向上的技术路线图。太阳使用核聚变,1的分子量,氢核(本质上是一个质子),经由中间体3步骤的过程中,分子量聚乙烯入氦核4。之前,无论是核裂变大核心变小核,或小核的融合变大核心,物质的总质量之后的核反应不及核反应,和能源的大量流失已成为原子弹或阳光照耀转变,我们可以使用熟悉的爱因斯坦的质能方程E = mc ^ 2所描述的基本原理。

  不久前,我们可悲的告别中国的氢弹先锋院士于敏的原因。氢弹和太阳的核聚变原理相同的使用,可以产生更大的爆发力。一旦氢弹在短时间内推出了他的意志所有的能量释放出来,这是不可控核聚变装置。为了充分利用这一高效清洁的方式生产无污染的能源生产和生活服务,科学家们一直在努力受控核聚变装置,聚变能输出能量出持续一段时间稳定。例如,托卡马克受控核聚变的更有希望的手段,它看起来像一轮胎下来,结合注入其中的带电粒子的磁场,以便它们可以根据人来控制聚变反应。不幸的是,虽然每个国家都投入了大量的资源,如建立了ITER国际合作计划,但托卡马克仍处于实验阶段的原则,在核反应所释放的能量可保持百秒核反应本身是不容易的,不需要额外的输出功率可以是从实际的还有很长的距离。

  托卡马克也被称为“人造太阳”。图为中国中科院先进的实验一个超导托卡马克(EAST)来源合肥部署:等离子体物理,中国社科院科学园

  阳光下,它一直在稳步进行受控的核反应约46十亿年来,连续地供给与光热整个太阳能系统。

  因此,控制太阳不会成为氢弹,功率从它?

  它们之间的平衡,从而使太阳不会成为氢弹

  事实上,这是我们目前的重力最熟悉的力,使牛顿的苹果坠地的重力。

  从感觉,常见的重力似乎很难摧毁核反应和天灭地的对手。定量但质变会引起,聚合成地球重力330000种物质由太阳产生的等效质量,已经足以控制核反应。事实上,它可以说是重力和太阳核反应之间的相互作用支配生活的印记。

  这种星形成的原始的太阳星云,在其自身重量,原料的组成继续收集星云合同在一起,增加了密度和压力。人造融合设备,它是可控或不可控的氢弹托卡马克,如启动汽车引擎,以启动核聚变,它是一个非常困难的事情。核聚变带正电的原子核静电斥力之间存在,如山的排斥一样,趴在路上核聚变上发生。要触发核聚变,首先要有足够的能量来克服静电斥力,遍山,让足够接近原子核的聚变的发生。当引爆氢弹,引发核聚变发生时,由一个小的核裂变原子弹产生的温度和压力的所述第一引爆。对于托卡马克,这一“奇迹大力”点火装置显然不适用,你需要采取欧姆加热和辅助加热装置开始进行核聚变等常见方式。

  当这些恒星形成太阳,只重力挤压点燃核聚变。由于该物质本身的压力所产生的向外的力的膨胀,不足以承受重力驱动物质合同向内,星云物质而聚集过程可继续收缩内侧继续,密度和压力的中心继续增加,迫使氢核彼此接近,从而触发一个核聚变反应开始。与此同时,聚集在转恒星的质量决定了核反应的速率。星的更大的质量,重心将更大的压缩,从而导致更高的压力下,更多的氢原子核所以彼此接近,有核反应率较高。

  当太阳已经是一个成熟的明星,重力和核反应的速率恒星物质达到一个简单而微妙的平衡。如果太阳向外膨胀从平衡状态下,通过按压中心减小,核反应的速率将降低,产生的能量将减少,会降低星形的中心的温度。因此,星向外扩张的力的中心不能支持星朝向重心收缩,膨胀过程不能持续。反之,如果太阳缩小中间,它会加速核反应,更大的向外扩张力,同样不能持续收缩。总之,一旦进入壮年,当太阳想向外扩张后劲不足,希望冲突将大大收缩到里面,它只能在一个相对固定的头部稳定。

  我们的专利的这种微妙的平衡是不是太阳,而是让宇宙所有的基本原则。科学家们通过长期的观察积累,我们发现在年富力强的明星是在几乎稳态。在这些国家的科学家恒星被称为“主序星”。对于这些明星,平衡的准确位置相关的恒星总质量。大质量恒星,在平衡状态下比星质量较小的核反应速度。

  太阳和地球流浪者队结束

  由于人有生老病死,如上面提到的,这种平衡不可能永远持续下去,总会有一天结束。随着人们的不同的老化过程死去,太阳的生命过程的结束是丰富的,华丽的,激烈的,经过一系列扩张,爆炸和脉动,最终归于沉寂。

  而在此之前这一切开始,人类必须找到办法的道路上快速启动,成为一个流浪的行星。因为在天空大火炉的太阳,会随着时间增加越烧越旺。当煤炭煤炉燃烧,我们会尽量取悦灰烬继续增加新的煤炭火继续燃烧。然而,这样的球星在阳光下,无需外接电源为它完成该过程。核反应消耗氢气,以形成氦气,氦产生的星星内部积聚。由于大于氢氦分子的数目,内部分密度会随着年龄的增加星增加,内核反应速率会逐渐增加。计算表明,太阳比太阳只是目前的核反应速度变大30%时,主序星,而55十亿年(这个数字究竟多大,不同的学者可能有不同的结论,但整体上是几十个十亿的量级),加速核反应速率使得太阳出来的太阳辐射能量,现在已经有大约2倍。在这样的光泽强辐射,地球表面的温度将超过300摄氏度,湖泊和海洋早已蒸发的液体水。以我们现在的理解(谁又能说会发生什么这个生物进化数十亿年的人),在这种环境中,包括人类,是生物无法生存。除非当时人们开发了设备以阻止太阳辐射强烈,否则将不得不踏上流浪之旅。此时,地球已成为世界不是为人类的生存,但此时太阳仍然在主序星状态。

  1。红巨星

  再然后,氢气太阳的中心区烧坏,停止氢转变为氦的热核反应成一个氦原子核。由于对抗重力,附近的恒星材料的中心没有核反应开始挤压核心,核心温度继续升高。一些残余的氢被点燃远离释放在高温下核心的核心,驱动太阳的外层向外扩张,已经附水星和金星轨道,并且可能吞没地球轨道。此时,太阳已经出来了球队的主序星,它成为一个红巨星。(红巨星是燃烧到后期的不稳定经历)

  可以在地球轨道红巨星的太阳,小黄点,现在左下角是太阳的大小吞并。来源维基百科

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  2。脉动变星

  然后,太阳进入了“内外开花外”状态。除了持续氢核聚变反应的外壳,氦的剩余芯“点亮”,在温度升高效应发生氦成碳核反应剧。按时间单位测量相比,几百万年的恒星演化过程中是最小的,氦点燃了很短的时间是惊人的。时间(分钟),相当于太阳质量的40%,是激烈的氦“烧”成碳,大约相当于连续释放了数百万年太阳的能量的当前状态,释放的能量。这种现象被科学家们称之为“氦闪”。在这之后,太阳继续同时燃烧氦,它已经无法回到自己的平衡状态,不断交替膨胀和收缩成为脉动变星。(脉动变星是指由脉动的亮度变化的星形,约200万的数量)

  当氦也再次燃烧,太阳的生命也就结束。太阳核心材料塌陷到白矮星的高密度,外层材料将被向外膨胀以形成行星星云。白矮星的高密度,1立方厘米的它的白矮星质量具有足够1吨。

  行星状星云属于猫眼星云的种类。来源维基百科

  3。地球的命运

  因此,地球的命运发生?在红巨星的演变,地球轨道的吞并是大概率事件。在此之前,有学者,由于释放被转换到质量,由于太阳的总质量将随着核反应,由地球重力太阳能将相应地自发地在一个方向上远离太阳的运动减小,地球。但是,发现在2008年出版(MNRAS)“皇家天文学会月刊”的研究,潮汐力就会落后地球的速度远离太阳,否定逃逸的可能性这个地球上的天堂。然而,如上所述,太阳变成红巨星之前,地球将变成不毛之地已出炉。如果您等待大自然的力量来拯救我们,恐怕为时已晚。

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  寻求星球

  天文学家不是算命先生,他们预测什么太阳数十亿年的身体发生后,除了依靠理论计算和计算机模拟,还可以通过在不同天上的星星勾勒的“年龄”的很厚恒星演化全貌的过程。牛顿,爱因斯坦和公共天文学家合作,以确保我们的太阳要完成他的生命按照本文中介绍的过程中,太阳复杂和简单的平衡几乎是不可能的意外摧毁哪些因素。

  因此,我们除了电影的味道带给我们的震撼与感动外,无需担心太阳真的会提前开始的年龄和地球的吞并。虽然这种教学“戏说不是胡说,改编不能乱系列”,而是科幻小说和电影可以在一个相对正确和真实的背景是部署很有价值的,不能责怪科学百分之百正确。作为小说可能已经失去了幻想的翅膀。

  与此同时,“流浪地球”,或许能让我们再次找到我们的家园 - 地球的宝贵。这是一个非常上帝的星球的青睐,它是在液态水可以被允许稳定存在支持生命太阳周围的可居住区。强地磁场屏蔽太阳高能粒子侵入保护气氛没有吹走阳光。阳光不太强耀斑爆发,或者是轰击地球将继续成为强大的X射线和γ射线。大气的密度和成分可以有效地调节温度,所以,无论是在我们的环境中冷也不热。缓倾斜,使地轴的大部分已经改变季节。地球轨道以外的太阳系其他行星,并可能撞击地球吸引了大量的小天体。当这些有利因素在一起,只是让这个星球已经持续,各种丰富多彩的生物,才催生了自称人类智慧生物。当我们指出宇宙的浩瀚望远镜,当试图找到我们的星球同样幸运的从恒星之间,但有一个发现的不确定性。如果我们现在在路上徘徊出发,我们不知道哪里是我们的避难所的地方。

  幸运的是,生命的尽头太阳数十亿年后发生,现在我们能珍惜我们的家园,而不是战争,污染,气候变化,能源消耗将其销毁,一代美丽多彩的地球传家。

本文链接:科普《流浪地球》:太阳何时会终结?地球能否去流浪?

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