科学家预测太阳在30亿年后将变为红巨星并吞噬地球,那时地球将经历怎样的灭亡过程?

苏真人


确实,根据科学家对太阳燃烧速度的判断,太阳将在30亿年(也有说是35亿年后)成为红巨星,那也意味着太阳走向死亡。不过太阳走向死亡的过程也是非常缓慢的,成为红巨星后的膨胀也会很慢,并不是一下子就膨胀非常大。

科学家们猜测,成为红巨星后,逐渐膨胀的太阳会一步步吞噬附近的水星,金星。而我们的地球很可能会很侥幸,不会被太阳吞噬。但即使如此,届时的地球也肯定早已不适合生命生存,高温会让海洋水分全部蒸发,地球彻底成为一颗毫无生机的星球,地球平均温度会迅速升高,会高达数百度,到底会是什么样?或许更像如今的金星。

所以说,太阳成为红巨星后,地球的死亡是必然的。不过地球的死亡无法避免,并不意味着人类同样会遭殃。如果人类足够幸运,能够把文明延续到太阳成为红巨星的那一天,恐怕我们早就逃出太阳系了。

即使我们没能逃出太阳系,在太阳成为红巨星时,也完全可以在太阳系寻找新的家园。30亿年后,太阳系内宜居带不再位于地球附近,而会向外推移,会移动到木星土星附近,而木星和土星有很多卫星,并且科学家们已经发现在有些卫星上有大量的水存在,而有水就有了生存的希望,人类完全可以移居到木星土星的卫星上面。

无论如何,如今的太阳足够稳定,我们也很幸运,太阳正值最好的时候。成为红巨星是非常遥远的30亿年后,人类有足够的时间为此做好准备!


宇宙探索


太阳的寿命大约是一百亿年,已经过去了四十五亿年,还有五十五亿年太阳将变为一颗红巨星,然后剧烈的燃烧将淹没整个太阳系。最后耗尽一切地太阳将变为一颗非常小非常暗非常重的白矮星。

但那是太阳!地球坚持不到那个时候!远在太阳称为红巨星之前,大约距今四十亿年后,强大的太阳风暴将吞没整个地球轨道,届时水星金星地球火星都将被太阳吞没,强大的热量将会把整个地球融化!

但那是地球!生物坚持不到那个时候!远在太阳吞没地球之前,在大约距今十亿年后,太阳的辐射强度就已经令地球上任何生物无法生存。即使是两极地区也是酷热异常,上百度高温炙烤大地,水分被蒸发,空气愈加稀薄。地球内部岩浆被激发,到处是火焰地震。

但那是生物!人类坚持不到那个时候!现在每年太阳辐射都在增加,地球温度也在增加。估计一早年后,地球平均温度将增加五到十度。赤道地区将不适宜居住,两极冰川逐步融化。十万年后,人类将只能靠高科技在两极的地下城中生存。

太阳在其生命过程中是不断膨胀,辐射强度是在不断增加的。地球温度也是不断增加的。期间正好有这么十几亿年,温度适宜,产生了生命,进化出人类。


多维观世界


太阳的能源来自核心区域的聚变反应,目前主要是氢元素聚变为氦元素,同时释放出能量来,这些能量经过漫长的碰撞,与引力抗衡之后,才达到太阳表面,释放出来。核心能量与引力达到一个平衡点,这样才会维持太阳的现状,也就是我们看到的太阳。

但是,核心的能源是有限的,目前每秒有6亿吨的氢元素聚变为氦元素,其中有400万吨氢元素完全转换为能量,因此,随着时间流逝,核心区域的氢元素将会越来越少。

在几十亿年后,这个时间目前无法准确推测,一般来说是50亿年,但可能在这之前就开始不稳定了,而对于地球来说,太阳的一点变化可能就会造成地球的毁灭。


当太阳核心物质消耗到一定程度后,氢聚变已经不能维持太阳的稳定了,于是开始收缩,这样内部温度进一步升高,于是点燃了氦聚变。这是一个连锁反应,在太阳反复的收缩膨胀中,内部的聚变逐渐升级,但最终停止在碳氧聚变阶段,因为太阳的质量不足以继续后面的聚变。

但就是在这个过程中,大概要持续几千万年,太阳不断变大变小,进入一个活跃时期。同时,太阳的各种粒子和其他表面活动也会变得非常频繁和剧烈,如果做个比喻来说,现在的太阳活动就像平静的湖面,而那时的活动完全是飓风级别甚至更强烈。

在那时,地球上的生物已经不能存活了,强大的太阳粒子会吹散地球大气,可能剩下薄薄一层,生物全部被杀死,地球成为一颗死星。

而进一步,在不断的喷射爆发中,地球随时面临着被命中的风险,一旦命中,很可能成为一个熔岩星球,甚至被击碎。

就算地球幸运避过了各种喷射,但随着太阳进入红巨星阶段,太阳的体积越来越大,逐一吞噬了水星和金星。由于引力的变化,地球轨道将被改变,这一结果就会使得地球要么撞向太阳,要么被抛向外围。

如果地球又幸运的没有撞向太阳,那么接下来的大爆炸将无法躲过。太阳的爆炸将外层物质全部炸向四周,地球,火星基本都无法幸免,最终成为星际间的碎片。


寒萧99


万物生长靠太阳。太阳是地球上生命赖以生存的能量来源,给地球带来阳光和温暖。但是,太阳对地球的“爱”不是永恒的。有一天它会毁灭了带给地球的一切。

科学家预测太阳会在大约50亿年后变成红巨星,地球将面临着生死存亡的考验。但是对于地球上的生命来讲,再过大约10亿年就要考虑逃离地球了。

图示:太阳和地球

10亿年后的太阳

地球在太阳变成红巨星的过程将经历怎样的过程?这就要从10亿年后开始说起。太阳的亮度是在不断增加着的。在过去的10亿年,太阳的亮度增加了大约10%,这对地球上的生命来讲是有好处的。地球变得温暖了,生命可以在留底上生存了。可是在未来的10亿年,太阳的亮度会继续增加。那样的话,地球就会变得太热了,地球上的水将会被蒸发,地球上的生物将会面临灭绝的危险。

如果人类要想生存下去,在未来10亿年内就要考虑逃到其它比较凉快的星球上去了,而不是再等40亿年太阳变成红巨星。

图示:红巨星时期的地球

50亿年后的太阳

50亿年后,太阳步入了老年期。它变成了一个可怕的红巨星,体积膨胀的非常大。太阳的表面会膨胀到现在的地球轨道附近。这是什么概念呢?现在太阳的半径是696000公里。太阳到地球的距离大约是1.5亿公里。太阳表面膨胀到现在的地球轨道附近就意味着它的半径增加了215倍!

这时候的水星和金星已经被太阳吞掉。但是地球可能会幸存下来。科学家认为,红巨星时期的太阳会损失很大一部分质量,因此所有的行星都会远离太阳。地球会因此逃过一劫,没有被太阳吞掉。那时候地球成了距离太阳最近的行星了,就像现在的水星一样,地球环境变得非常残酷,温度可能会高达400摄氏度以上。这么高的温度,生命不可能继续在地球上生存。

图示:红巨星太阳和地球

白矮星太阳

红巨星太阳没有把地球吞掉,地球幸运的存活下来。随后太阳耗尽最后一丝力气,坍塌成为了一颗白矮星。白矮星是太阳燃烧后的“灰烬”,它内部不再有核聚变反应,但是在相当长的一段时期内会有更高的温度。地球依然经受着太阳高温的炙烤。

图示:地球将继续围绕白矮星太阳旋转

除了不幸被太阳吞掉的水星和金星之外,地球和太阳系的其它行星会继续围绕着白矮星太阳旋转,直到永远!


我就是兔斯基


太阳在未来会成为一颗红巨星,但具体的时间大概是50亿年之后,至于会不会吞噬地球,目前来说,我们还无法确定。那这到底是咋回事呢?我们可以先从太阳的演化说起。

太阳的一生

按照目前主流的理论,也就是星云假说。138亿年前,宇宙大爆炸之后,经历了一代或者两代恒星,大概在太阳系附近,上一代恒星发生了超新星爆炸。

超新星爆炸的冲击波引发了太阳系附近分子云的平衡状态,引发了分子云的引力坍缩。于是,分子云在引力的作用下,逐渐形成了一个恒星胚胎,乃至原恒星,最后当原恒星被点亮后,恒星就进入了主序星时期,也就是我们现在的太阳。

这里,我们就要搞清楚恒星是如何被点燃的?我们把视角切换到微观世界来看,由于原恒星的引力巨大,导致内部的温度和压强变得巨大(能最终达到1500万度和200多万个地球大气压)。我们都知道,物质是由原子构成的,而原子是由电子和原子核构成的。但是由于温度太高,导致电子和原子核无法一起愉快地玩耍,各玩各的,这时候就进入了一种等离子态。在这种状态下,电子和原子核都是自由自在地瞎跑。

我们都知道,恒星内部是核聚变反应,说白了就是原子核和原子核之间的反应。但是原子核是带正电的,意思是说,它们应该是相互排斥的。要让它们进行反应,就得克服库伦力。理论上来说,如果温度达到1亿度,才有可能促发核聚变反应。太阳内核是不足以促发这个反应的,不过在微观世界当中,存在一种叫做隧穿效应。

可以理解为,在宏观世界中,原本需要具有一定能量的时候才能实现的反应,在微观当中,即使能量不够,也能发生,只不过概率极其低。在恒星内核,一个氢原子核发生核聚变反应概率,大概需要10亿年,才能发生一次。但由于恒星足够大,内部的原子核足够多,因此,这个反应就能发生,而且还能保证不会一下子全炸了,只是慢慢烧着。当核聚变反应开始进行后,恒星也就是点亮了,进入了主序星时代。

主序星时代的恒星其实极其温度,太阳现在就是如此,整个主序星时期大概能够持续100亿年的时间。我们可以把太阳看成是一个火炉,普通的火炉烧的是煤炭,而恒星火炉烧的是氢原子核,而炉渣就是原子序数更大的原子核。氢原子核会发生核聚变生成氦原子核,而这个氦原子核就是炉渣。

当内核的氢原子核烧的差不多时,由于太阳的辐射层会把太阳的内核和对流层隔离开,这就使得外部的氢原子核没有办法进入太阳的内核当中充当燃料。

由于氦原子核发生核聚变反应的条件要比氢原子核更加苛刻,因此,内核就会在引力的作用下收缩(这是由于没有核聚变产生的向外压力来进行平衡导致的),而太阳外壳会开始向外膨胀开来。太阳膨胀之后,半径会变为原来的200倍左右,称为一颗红巨星,到那个时候,水星和金星都会被吞噬,而地球大概会在太阳大气的位置。

同时,太阳内核的收缩达到一定程度之后,就会促发氦的核聚变反应,炉渣就是氧和碳。

在点燃氦的那一刻还会发生氦闪。

氦作为燃料会烧大概10亿年左右,当氦也烧完了,内核即使在引力的作用下也无法达到点燃氧和碳的核聚变(主要是质量导致引力不够,导致温度不够),于是,就会变成一颗白矮星。

至于膨胀的太阳壳层还会继续膨胀,然后彻底和核心分离,最终成为行星状星云。

以上就是太阳的整个一生。

至于地球的命运,我们只知道,在太阳变成红巨星时,地球的位置大概在太阳大气的附近,会不会被吞噬是我们现在无法确定。如果没有被吞噬,地球最终的宿命也很难说。但我们能确定的是,当太阳变成一颗红巨星时,地球将极其热,这个温度足以消灭地球所有的生物。不过,对于地球生物的灭顶之灾应该要早于太阳变成一颗红巨星。

这是因为,太阳的主序星时期其实是逐渐升温的,科学家通过理论计算发现,再过20亿年后,由于太阳温度的升高,导致地球的温度高到不再适合做一颗宜居行星,所以,如果那个时候人类还存在,就应该准备跑路了。(不过,客观地说,人类持续20亿年这个事有点太不靠谱了。)


钟铭聊科学


科学家预测太阳在30亿年后将变为红巨星并吞噬地球,那时地球将经历怎样的灭亡过程?

太阳未来将成为红巨星,这一点《流浪地球》中已经科普到路人皆知,但太阳为何会变成红巨星,地球又会是怎样的一种死亡过程,也许大家可能都不太清楚,下面来简单分析下太阳和地球的未来会是一个如何的发展过程。

《流浪地球》中描述的氦闪和红巨星有什么关系?

关于氦闪《流浪地球》的粉丝肯定了解这是太阳发展过程中的一个阶段,但太阳为什么会氦闪剧中并没有交代,包括很多科普文中也仅仅表示氦元素堆积,燃烧剧烈导致氦闪,大致描述上并没有错,但总觉得缺少点什么,下面就把这缺少的这点给补上。

质子链反应这是在太阳内核正在发生的过程,第一步中一个质子的氕(氢同位素)聚变成一个质子+一个种中子的氘,不过过程很漫长,曾经天文学家计算太阳内核达不到这个温度,但后来量子隧穿效应的发现解释了这个过程,尽管如此,这个效率很低,这也是制约太阳燃烧速度的关键,太阳正在“控制”生产燃料的速度。质子链的会生成氦三然后是氦四,但到氦元素阶段会发生一个问题:

氦元素的聚变温度要求更高,太阳内核原本可以通过坍缩达到这个温度

氢元素燃烧要求更低,内核存在热压力,无法满足这个要求

因此以太阳的质量在主序星阶段(氢元素燃烧为主的阶段)内核是不会出现问题的,但在后期内核的氢元素逐渐消耗,此时内核的燃烧结构将会产生巨大的变化。

请看上图中0.5-1.5M⊙(太阳质量倍数),这就是类日恒星的结构,中间是辐射层,以外才是对流层,因此内核氢元素慢慢耗尽后氦元素会堆积在内核中,同时热压力也会减小,扛不住外壳压力的内核会出现坍缩,内核氦原子的电子突入到电子兼并的极限状态,形成氦白矮星内核,这一点很关键,我们标注MARK1,这是导致氦闪的重要原因,下文详解。

此时内核收缩后,部分辐射层的氢元素会进入原本内核的区域,这个过程也非常重要,我们标注MARK2,这是导致红巨星的重要原因。

MARK2:内核逐渐收缩为简并态氦核,外壳中的氢元素进入到内外壳层之间间隙,这些氢元素将达到聚变条件,而且此时内核温度更高,氢元素的燃烧速度也比主序星阶段更高,当然它会产生更多的热压力以及氦元素,前者将导致恒星逐渐膨胀,后者将会给简并态氦核再加一些猛料。

MARK1:这个突入到内核的氢壳层燃烧给内核提供了更多的氦元素,这个累积工作最终将达到氦元素的聚变条件,约为1亿度以上。

正常情况下氦聚变也会和氢元素聚变一样,也就是个“温柔”的过程,但此时内核条件是氦白矮星的简并态,并不能像氢核聚变时能自我调节热压力,就像火药燃烧和炸药爆炸的区别。因此简并态的氦核会经历一个失控的聚变过程,在极短的时间内氦核中的大部分元素将转换碳,并且在这个过程中释放出巨大的能量,会导致恒星经历一次物质爆发的过程,这就是氦闪的简单过程。

氦闪的能量并不足以摧毁恒星,但它的物质抛射过程将是太阳系的末日,一次太阳超级磁暴活动就可以将人类送回18世纪,那么氦闪的大量太阳高能物质冲击甚至可能剥离行星大气。

恒星内核动荡的过程

太阳在第一次内核氦闪以后,内核会继续坍缩,外部的氢壳又会重新进入内核,达到氢聚变条件,然后堆积氦元素,静待下一次氦闪,这个过程会持续到内核大部分元素聚变碳以及部分氧的状态,再无法点燃碳闪或者氧闪为止,此时外壳已经被剧烈聚变的氢元素推到太远了,再无法被内核引力束缚,扩散为行星状星云,而内核则留在中心成为一颗白矮星。

地球在太阳发展过程中会经历什么?

准确的定义的话,地球上的生命并不会经历太阳狂暴的氦闪和疯狂红巨星阶段,因为地核冷却将会导致地球过早的失去宜居条件,甚至我们可以确定,地球生命的未来并不是太阳决定的,而是地球本身。

地球磁场来自炽热的铁镍质内核流动而产生了磁场,而磁场可以偏转太阳风中的高能带电粒子保护大气免受剥离,因此地球的磁场就像是一个看不见的金钟罩保护地球脆弱的宜居状态,当二十多亿年后地核冷却,首当其冲的就是地球水汽循环圈,我们可以来讨论一下这个过程。

1、在正常状态下,由于磁场的屏蔽,大部分高能带电粒子并不能进入大气层,大气层的散逸层大气逃逸还是由部分带电粒子和紫外线的光解所致,而水汽主要是短波紫外线光解,逃逸的是氢气,而氧气则会留下与氧分子结合成臭氧,或者将氧分子解离,氧原子与氧分子构成臭氧O3,这就是臭氧层的来历。逃逸的氢以及其他大气分子是少数

2、失去磁场的情况下,太阳风中的高能粒子会直达大气层,这些粒子的能级从KeV到GeV不等,与空气原子碰撞而使其电离,但电离并不是逃离的主要原因。这个过程会使水汽解离的速度大大增加,导致地球大量失水,高能粒子也会碰撞氮和氧,形成有毒的二氧化氮,阻挡光线,植物枯萎,动物失去食物来源,地球生态恶化。

3、逐渐发展的红巨星,使得地球获得的总辐射量增加,会继续促使水汽逃逸,从地球诞生到现代,大约有26%被紫外线光解而逃逸(在有水补充的条件下),未来红巨星辐射增加,这个逃逸过程会加剧。

4、具体需要多久可能尚难确定,但估计生命很难支撑到第一次氦闪,因为太阳的第一次氦闪会发生在其脱离主序星阶段大约12亿年后发生,这12亿年会经历什么样的过程,实在难以想象。但可以肯定的是,水汽逃逸,地球越来越干燥,而二氧化氮在努力在降低温室效应,氧含量却越来越高(光解后氢逃逸,氧留下),氧化作用加剧,火灾频发,地面还真有可能发红,就像火星一样(与铁结合形成氧化铁)

5、氦闪时代来临,地球大气层会受到极度冲击,我们不能确定会失去多少大气,但风雨飘渺的氦闪风暴中,生命可能彻底消失了。

6、疯狂的红巨星时代来临时地球早已死气沉沉,据评估太阳的红巨星大约会扩张到地球轨道附近,但太阳质量减少,地球轨道外前可能会逃脱被吞没的命运,不过这有啥区别呢?

未来的木星时代?

未来到达太阳气体外壳扩散阶段时,太阳系内每一颗行星都会接受高能太阳物质的洗礼,比较好玩的是太阳系内每一颗行星都有可能拥有自己的环,就像土星一样,而这些物质都有太阳免费给予,只是这个美丽的光环是以太阳系的死亡为代价。

地球有环?

火星有环?

而木星将会疯狂的吸取这些气体,力求成长为一颗恒星,据测算太阳的40-50%的质量会以星云的形式从黄道面向外扩散,如果木星能从这些物质中截留1/3的质量,那么它未来将会成为一颗入门级别的恒星-红矮星。

《2010威震太阳神剧照》

地球此时已经无需再考虑未来,因为白矮星时代的地球将不会再有机会诞生生命,而木星的卫星系则非常有可能在木星的红矮星时代迎来生命,毕竟木星的伽利略卫星都具有这个潜力,并且木卫二甚至在现在都可能已经诞生生命。


星辰大海路上的种花家


那时候的地球,会在恒星演化为红巨星的过程中被极速膨胀的恒星体积吞噬掉,比如核爆一样的温度,很快的把地球汽化,和其融为一体。





云帆Vlog


大年初一上映的《流浪地球》在票房赚的盆满钵满的同时也让很多人重新认识了1.5亿公里外的太阳


电影中的太阳由于即将因为“氦闪”而加速变成红巨星,所以地球人类才开始了“流浪地球”计划准备逃离太阳系。但由于科幻电影本身就是在科学的基础上再创作,因此现实中的太阳也确实会变成红巨星,只不过要等到50亿年后才行,而届时的人类文明肯定已经离开太阳系了,所以“流浪地球”并不会真的发生。

根据目前的太阳系演化模型,我们的太阳系是在46亿年前才开始坍塌的,准确的说就是当时的“太阳星云”受到了临近恒星超新星爆发的扰动,从而产生了局部坍塌导致那一区域的星云物质密度和温度突然增加,形成了原行星盘并且在中央位置触发了核聚变反应,最终形成了如今我们看到的太阳。

由于太阳在可见光频谱中黄色和绿色最强烈,而大气散射又使得地球天空呈现蓝色,因此太阳在我们人类眼里就变成了白色,但在太空中的宇航员眼里太阳还是呈现黄色的,这也是为什么太阳学名叫黄矮星的原因。

现代物理学已经证明,宇宙中所有恒星包括黑洞乃至宇宙本身都是有寿命限制的,而恒星寿命长短取决于内部核聚变反应强度,质量越大的恒星内部氢元素消耗越快,太阳这种黄矮星里的氢元素足够消耗100亿年左右。

氢元素消耗殆尽后时产生的热量在传导至外层后将使其膨胀,带来的后果就是太阳最外层将膨胀到火星轨道附近,而水星金星和地球这三颗类地行星届时将在太阳内部运行,直到被太阳完全融化为止。

其实宇宙中除了红矮星构成的恒星系内的行星绝对安全外(因为红矮星不会膨胀),其他所有恒星系内的行星都会因为恒星寿命的终结而或多或少的被影响,其中又以靠近恒星的行星最为悲惨(比如地球)


宇宙观察记录


大家都看过了大刘的《流浪地球》,人类带着地球去流浪为了什么啊?就是因为太阳内核处核聚变的速度加快,太阳演化的过程缩短会提前进入红巨星时代,在此之前氢核聚变完成,生成的氦会瞬间发生剧烈的反应,这个瞬间可能持续数千万年,又被称为氦闪。届时将会把太阳系内包括地球在内的岩质行星瞬间汽化,所以说地球甚至没有被太阳吞噬的机会


当然了为了回答这个问题,我们假设地球“金刚护体”不想被汽化就等待着投入太阳的怀抱。太阳在经过氦闪之后会发生膨胀,这个过程大约发生在30亿年之后,届时太阳的边缘将达到火星轨道的位置,也就是说地球会被太阳吞噬。

太阳的膨胀过程与它寿命相比很短暂,但是跟人类文明相比较可以说是一个漫长的过程,随着太阳的膨胀地球上的温度会逐渐升高,并且地球在自转的同时绕太阳公转,可以说是均匀的烘烤,地球上的水分被不断的蒸发,最终地球很大可能会变成沙漠星球类似于火星。但是跟火星不同的是,地球的温度会远高于火星。


最终太阳开始吞噬地球,地球在运动的过程中受气体阻挠速度不断的减小,万有引力提供向心力速度减小,地球公转轨道半径减小,最终一点点的就扎进太阳的怀抱燃烧殆尽。在太阳进入红巨星时代的前夕,人类如果能存活到那个时候就要考虑逃离地球计划了。如果不飞出太阳系的话,木星、土星的一些卫星是可以让我们作为临时家园的。当然最终的目标还是要飞出太阳系,例如距离我们最近的恒星比邻星在4.22光年之外,在其周围就有一颗处在宜居带的行星比邻星-b,要不我们去那里看看?

但是说实话这个距离可有点远,目前最快的航天器是帕克太阳探测器飞向太阳的时候,速度可以达到七十公里每秒,按照这个速度飞到比邻星大约需要18000年。当然了未来人类科技发达航天器的速度会越来越快。


科学黑洞


三十年不敢说什么,三佰年后关我们屁事,何况三亿年后的事,醒醒吧明天还有没有下酒的菜,醉人的酒就行了!


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