太陽還能活多久?

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和處於全盛時期的其他恆星一樣,太陽主要由氫原子構成。四個氫原子聚變成一個氦原子,在此過程中釋放出巨大的能量。但太陽還含有極少數更重的元素,科學家稱之為金屬元素,它們掌控著太陽的命運。

“哪怕是極少數的金屬,也足以徹底改變恆星的行為。”研究太陽“金屬丰度”的斯德哥爾摩大學物理學家桑尼·瓦尼奧奇(Sunny Vagnozzi)說。恆星的金屬含量越高,不透明度就越大(因為金屬會吸收輻射),而不透明度又與恆星的大小、溫度、亮度、壽命和其他重要屬性有關。“基本上來說,金屬丰度也透露了恆星的死亡方式。”瓦尼奧奇說。

除了述說太陽自己的故事以外,太陽的金屬丰度還可以作為一把尺子,用來校準測量其他恆星的金屬丰度,以及恆星、星系和一切天體的年齡、溫度和其他屬性。“如果太陽這把尺子發生改變,這意味著我們對宇宙的理解也必須改變。”澳大利亞國立大學天體物理學家馬丁·阿斯普羅德(Martin Asplund)說,“所以,對太陽的化學成分有一個準確的認識,這極為重要。”

然而,對太陽金屬丰度的測量雖然越來越準確,帶來的疑問卻比解決的疑問更多。天文學家無法解決太陽金屬丰度的謎題(又稱太陽成分或者太陽模型問題),這說明他們對太陽的認識也許存在“根本性錯誤”,從而可能影響到對所有恆星的認知。瓦尼奧奇說,“後果很嚴重。”

20年前,天文學家以為他們已經弄懂了太陽。通過直接和間接測量,科學家得出的太陽金屬丰度均為1.8%左右。這種測量結果的一致性使他們相信,他們不僅知道了太陽這把尺子的長度,還知道了太陽的運作方式。然而,在21世紀前10年,越來越精確的陽光光譜測量法得出了低得多的結果,只有1.3%。(這是測量太陽成分的直接方法,因為每種元素都會在光譜上產生具有指示性的吸收線。)同時,日震學測量法仍然說是1.8%。(這是測量太陽金屬丰度的間接方法,根據不同頻率的聲波在太陽內部的傳播方式進行測量。)

如果天文學家的太陽理論(被稱為“標準太陽模型”)是正確的,那麼,光譜測量法和日震學測量法應該得出相同的結果。也就是說,天文學家應該能夠利用日震學測量法,來計算太陽內部一個重要邊界層(輻射區和對流區的交界處)的厚度。根據等式,這一層的厚度與太陽的不透明度有關,因而與金屬丰度有關。這一連串計算得出的金屬丰度值,理應和分光鏡從陽光中得出的直接測量結果相吻合。但實際上卻不是這樣。

“這對太陽物理和整個天文學界而言都是個問題。”領導光譜測量團隊的阿斯普羅德說,“要麼是因為天文學家不明白如何利用光譜測量法來測量恆星的元素丰度,要麼是我們還不夠了解恆星的內部情況和運行方式。”他說,“無論如何,這是個嚴重的問題,因為恆星是我們認識宇宙的基本途徑,恆星物理學奠定了現代天文學和宇宙學的很大一部分基礎。”

耶魯大學太陽物理學家薩巴尼·巴蘇(Sarbani Basu)說,對哪裡可能出錯進行了多年探討之後(包括猜測太陽內部可能存在暗物質),這場爭論已經“有點陷入僵局”。但真相仍然有可能浮現。

最近,科學家通過研究太陽中微子,發現了關於太陽金屬丰度的一個隱晦線索。不同的核聚變反應會產生不同能量的太陽中微子,因此這些粒子攜帶了關於太陽成分的信息。今年6月,科學家在意大利格蘭薩索國家實驗室進行的實驗表明,對太陽中微子的探測結果稍微傾向於1.8%的太陽金屬丰度估值。

如果這個金屬丰度估值確實是正確的,那麼阿斯普羅德團隊的光譜測量到底錯在哪裡?“如果是光譜學出了問題,那我們在分析其他恆星時,可能也犯了同樣的錯誤。”他說。這會影響到對恆星和星系化學演化的闡釋。

但阿斯普羅德堅持認為,1.3%的光譜測量結果是正確的。他指出,2015年發表於《自然》雜誌的一項研究顯示,在太陽內核的高壓環境中,金屬對不透明度的影響程度可能超過我們的預料。他說,在標準太陽模型中校正這種差異後,對金屬丰度的日震學和中微子測量結果都會降至1.3%。

格蘭薩索實驗室的團隊希望,他們將來能探測到碳氮氧循環中產生的一種罕見的太陽中微子。碳氮氧循環是太陽內部的一種聚變反應,以碳、氮和氧原子作為氫聚變成氦的催化劑。“碳氮氧循環產生的中微子受到金屬丰度的影響很大,所以對這些中微子的測量結果具有決定性意義。”馬薩諸塞大學安姆斯特分校物理學家安德里亞·波卡爾(Andrea Pocar)說。

如果太陽真的只含有1.3%的金屬,這意味著,標準太陽模型在不透明度方面存在錯誤。“這會影響到天文學的方方面面。”阿斯普羅德說,“因為對恆星演化的準確認識,幾乎奠定了所有一切的基礎。”屆時,對恆星和星系年齡的估計將不得不進行10%至15%的調整。對太陽本身(以及地球上的未來生命)來說,壞消息是,金屬丰度低的恆星比金屬丰度高的恆星燃燒得更快,所以,太陽的壽命要比我們預想的短十億年。


翻譯:于波

校對:李莉

來源:Quanta Magazine

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造就


太陽誕生於46至50億年前,對應的宇宙年齡為80億年,這時候的宇宙已經演化成熟,恆星的年齡已經能夠達到百億年。在太陽之前,至少還有三代恆星在這裡誕生,上一次超新星爆發之後,為太陽星雲的誕生留下了足夠多的重元素。如今太陽已經過了50億年的壽命,大約一半,那麼還有一半的壽命,可達到100億年。

可以認為太陽目前處於成熟的壯年期,也比較穩定,人類此時發展至航天文明,也算是一種幸福。恆星的壽命直接取決於它的質量,質量越大的恆星其內部壓力和溫度都要高,所以它們燃燒的速度也要快,壽命也短。我們太陽的壽命大約是100億年,這是一個處於中間的值。許多有著超大質量的恆星,它們的壽命只有100萬年左右,質量越大,那麼消耗就越快,因此壽命也不可能太長。

在宇宙誕生7億年後出現的第一代恆星,壽命也只有百萬年。壽命短意味著可以快速製造重元素,為後續的生命誕生奠定了基礎。對於一些質量超小的黑矮星、褐矮星,它們的壽命可以達到1萬億年,遠遠超過了宇宙的年齡。而且紅矮星的壽命也很長,就像是宇宙中吃素的群體,壽命長久,亮等也相對較低一些。恆星的壽命越長其實也不是一個壞事,至少能夠讓文明得到足夠的發展窗口,不然動不動就是太陽風暴無法讓生命得到發展,因為太陽風暴足夠殺死早期生命。


川陀太空問答


太陽還能活多久?

這個問題是目前科學界最關心的問題,其實這個問題是不能用科學淺薄的理論來分析的,也不能用唯物論的觀點來看待這一問題,因為有很多事物不是凡人能夠理解得了的,這裡面的理論實在是太深奧了,所以我們不能用常規的思維來看待和分析這些問題。

要知道宇宙間任何物質的存在,都是有他存在的必要條件的,如果沒有一定的條件是不可能存在的。既然有存在的條件,那就不可能再消失了,因為太陽一直是處於穩定狀態下進行運動的,而且一直沒有出現異常運動的軌跡,這就對於自身的壽命起到了無限沿長的作用,只要宇宙讓太陽能穩定的運行,太陽的能量就會得到源源不斷的補充,

而這種補充是科學家無法理解的。

因為宇宙實在是太神秘了,宇宙中神秘力量之大,都是人們無法想象的,因為整個宇宙都是能量轉換而形成的,既然都是能量轉換而成的,那麼太陽的能量將會得到源源不斷的能量來為其補充,所以說太陽是不會存在能量耗盡而毀滅這一說法的。

也就是說科學家的擔憂也是多餘的,就象一般沒有知識的人在思考,衛星的能量燃燒完了會不會掉下來呢?這兩種擔心的心理是完全一樣的,所以還是不要庸人自擾之為好!


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按理論來估計,太陽還能“活”50至100億年。雖然這個估計過於籠統,但對於地球生物來講,並不算太寬泛。因為事實上,地球上的生物並不是在太陽消失那一天才會滅亡,它們至少要比太陽早死幾十億年呢。人類發展到現在,也不過一二百萬年的歷史,比起一億這個數字來還太小太小。人類和其他生物一樣,都是大自然的產物,也必然要受大自然的約束。人不可能勝天的。地球的存在是一個過程,所有生物的存在也是一個過程。人類再聰明,也不能例外。就算人類真會在太陽死亡之前逃出太陽系,那也還有銀河系的約束,也還有宇宙的約束。有生就有死,沒有永恆的東西。這就是物質世界的基本規律


沐沐分享


人是萬物之靈,故從人的許狀態中可以“天人合一”的來判斷出許多物態規律、特別是產生人類的太陽系!由於的生成需要十個月即大概一年,而人的成熟大約需要二十五年,也就是大約是生成人的三十倍!以此來推,地球是太陽的孩子,而地球又有四十五億年了,太陽則是五十億年!由此來斷,太陽正處人體的青年時代!由於五十億年的太陽處於青年時代,而人的壽命可以達成熟期的十倍即二百五十歲!故,太陽最大壽命可達五百億年左右!當然,其具體的壽命還當與宇宙狀態有關!它的大多事態不是由人來決定的!


wenlong3


太陽還能活多久取決於ufo,因為太陽現在還有利用價值。就好比狡兔死走狗烹一個道理


UFO探秘


太陽壽命估計是80億年吧!其實太陽沒有問題啦!在大陽上1克氫原子與1克氦原子反映相當於地球上15噸煤同時燃燒產生的能量。

太陽外表溫度6000攝氏度。中心溫度更高是外表的3000倍。太陽照到地球上,地球只吸收了太陽能量的22億分之一。

太陽黑子爆發,地球就OVRE。


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