03.02 50亿年后,太阳变成红巨星,地球的毁灭过程是怎么样的?人类有时间逃吗?

年华258


50亿年后,指的就是太阳的寿命到头了,这时候的太阳确实是会变成红巨星,地球和人类是否就大难临头了?

这50亿年其实是一个很遥远的时间,人类基本不可能在那时候还呆在地球上,要么在前面就被毁灭了,要么早已逃离地球,移居到更加适宜的星球上生存了。

想想我们可能为争夺资源而发生的战争,核战争,还有未知的小行星撞击,和地球特定的冰河周期,太多了,它们都在不远的将来,5亿年来数次的生物大灭绝,其中五次最为惨烈,八九十的生物都要被淘汰。

何况50亿年呢?另外太阳目前的状态属于青壮年期,它只会越来越热,燃烧的氦越来越多,几亿年后地球表面估计得有50℃了,那会就不在适合人类居住了。

但题主问的既然是50亿年后的事情,我们不妨假设上面这些都没发生。

红巨星其实就是太阳的膨胀,主要是对流层和辐射层的剥离,为什么会膨胀?

简单来说就是太阳的引力和辐射压平衡被打破了,内核的氦在引力的作用下急剧收缩,进一步聚变,释放更多的能量,所以太阳是越来越热的。原来外层的氢也因此被点燃,发生聚变,聚变都在外层进行了,造成的结果就是外层开始向外面扩散,内核继续往里收缩,整个过程就是太阳的膨胀,内核和外层的分离,这就是红巨星阶段,太阳的晚年。

膨胀的外层氢尽管密度越来越低,但温度依然很高,膨胀到地球,地球只能被烤焦,甚至熔化。

效果差不多就是把地球送进一个炉子里烤那种,地球表面的水分将会全部蒸发,甚至把地核地幔里水也榨出来,其他的生物通通灭绝,高山将熔化崩塌……情景异常惨烈。

至于人类,200年的工业文明就催生了我们今天的大机器生产,信息数据化的时代,50亿年后,离开地球那是轻而易举的。因为红巨星的扩散是一个过程,持续几亿年甚至更长,人类完全有时间离开的。


科学新视野


大概50亿年之后,太阳会变成一个红巨星,体积急剧膨胀,半径增大到现在的200倍以上,外围会膨胀到地球轨道附近,吞噬地球,甚至连火星也给吞噬掉,地球上的一切,包括地球本身,都不复存在。

当一颗恒星度过了其漫长的青壮年时期——主序星阶段,步入了老年时期的时候,由于自身燃料不足,核聚变带来的辐射压已经不足以和自身引力相抗衡,所以其内核就会在引力的作用下收缩塌缩,密度和压强急剧升高,与此同时外壳急剧膨胀,膨胀的同时不断降温,而这个过程仅仅持续几十万年。

太阳的核聚变仅仅发生在密度压强都极高的核心,但是外层的氢燃料却不能进入到内核参加聚变,结果太阳在进入红巨星阶段的时候,把外层的大气都给吹向了太空,最后剩下一颗毫无用处的白矮星。虽然说起来这是50亿年之后的事,但是太阳的能量输出却会一直增加,大概10亿年之后,地球上的液态水就会因为温度过高而蒸发掉,地球上已经不适合生命的生存了。

随着太阳变成红巨星,太阳的体积会膨胀很多,目前的太阳体积已经十分惊人了,其体积是地球的130万倍,但是变成红巨星的时候,体积还会增加到现在的800万倍以上。像太阳这样的恒星,其主序星阶段大概为80亿年左右,不会超过100亿年,我们通常所说的太阳还有50亿年的寿命,是最多还有这么多的寿命,而再这之前,地球已经不适合人类生存了。



说实话,50亿年还早着呢,关心50亿年之后人类因为太阳变成红巨星而灭绝,倒不如关心一下人类怎么活到50亿年之后吧。不说50亿年了,就算是10亿年之后,人类都已经不太可能还在地球上,因为科技的发展,地球已经不能满足人类的需求了,到时候地球肯定会被抛弃的,几十亿年之后,如果人类还存在,那么没有理由不会进行星际旅行,一旦星际旅行可行了,星际移民还会远吗?太阳对于人类,应该不会有什么威胁吧。


镜像科普


50亿年后,太阳寿终正寝是科学界经过计算的估计,这个估计并不一定很精确,但大致在50几亿年到60几亿年之间。

这个问题有世界末日标签,但这个世界很模糊,是人类世界呢?还是地球太阳系世界呢?还是宇宙呢?事实上50亿年后太阳变成红巨星,只是太阳和太阳系的问题,与“世界”已经没有什么关系。

因为那时候地球已经不再是人类的家园,人类在10亿年内必须撤离地球,才能延续。

10亿年后,由于太阳温度和亮度的增加,地球已经不宜居,温度太高,水分蒸发,海枯石烂,空气逃逸。地球已经变成了和现在的金星差不多了。

人类如果在10亿年内没有灭亡,早就具备了移民太阳系外的能力,或者建造戴森球把太阳包裹起来了,那个时代的人类要么已经在其他恒星系落户,要么在飘荡在太空的人造城市里生活了。

50亿年后,太阳系早己空无一人,因此太阳系的灭亡既与人类无关,更与宇宙无关,世界毁灭何来只有?

太阳中心一直在进行着核聚变,巨大能量扩张力抵消了巨大的引力,是太阳能够保持着主序星状态的根本原因。

在强大引力约束下,太阳中心有3000亿个大气压、1500万度温度。在这样一种条件下,核聚变源源不断的进行着。

太阳的核聚变是由四个氢核融合成一个氦核,并释放出巨大的能量。每秒钟有6亿吨的氢聚变为5.96亿吨的氦,损失的400万吨的氢就转化为光和热。光子携带着能量,经过漫长的太阳内部旅行来到太阳表面,以电磁辐射的方式把光和热洒向太阳系广袤的空间。

太阳目前核聚变每秒钟辐射的能量达到4*10^26J,地球可以接受到其约20亿分之一的光和热,每秒达到7.28*10^17J。这些能量相当于1000万座三峡大坝发出来的电力,4000万吨TNT黄色炸药爆炸威力,2000颗广岛原子弹的能量。

太阳这样燃烧了50亿年,已经烧掉了100个地球质量那么多,虽然这点质量只占太阳质量的0.03%,但参与太阳核反应的只是中心区那么一小点,经过科学家计算,太阳中心核反映区的氢只能再烧50亿年了。所以太阳的寿命还有50亿年。

太阳变成红巨星是主序星的终结,是太阳走向死亡的回光返照。

当太阳中心的氢燃烧殆尽,不能再维持持续核聚变需要时,太阳中心就没有办法抵消巨大的引力,就开始收缩坍塌,最后中心收缩成一个致密的白矮星。

由于中心引力不足,太阳再也无法拉扯住外围的气体物质,就开始膨胀,膨胀到原太阳半径得200-300倍,这样太阳就成了一个虚胖子,中心致密很小很小,中间脱节空虚,外围松散。

虽然松散,但温度还是很高的,足以气化一切。水星和金星被膨胀的太阳吞噬气化似乎已成定局。地球有两种命运,一说也可能被吞噬气化,一说由于太阳引力减弱,地球轨道外移飘向远方,避免了被吞噬得命运。

但这种逃逸只是暂时的,太阳系里的老大都没了,地球和其他行星还有什么前途?无非是变成一个冰冷的流浪星球,孤独黑暗不知所踪。与其这样,还不如壮烈一回凤凰涅槃。

太阳红巨星的外围气体继续膨胀,渐渐飘散到宇宙空间,成为了新的次生星云,等待着形成新的恒星的机会。

中心那个致密的白矮星只有地球大小,这个太阳的尸骸只有原体积的130万分之一,上面的温度和重力却变得十分极端,一立方厘米的物质就有10吨重。虽然它的引力在其附近很强大,但引力影响范围大大缩小,已经很难留住幸存的行星围绕着它公转了。

但有一个机会很可能令太阳系起死回生,这就是被我们忽视了的行星老大-木星的作用。

木星是太阳系行星的当然老大。在太阳系,太阳质量占去了99.86%,八大行星加上所有的矮行星、卫星、小行星、彗星才占有总质量的0.14%,在这0.14中,地球才在里面占有0.0003%,木星却占有了0.1%,是所有七大行星加起来的2.5倍。

太阳死亡后飘散到空中的星云会有一部分到木星引力范围,如果木星能够借此机会大量吸积,能够吸积饱和到点燃中心核聚变的最低要求,就是现在体积的80倍,太阳质量的8%,它就会变成一个名副其实的恒星,当然是一颗很小的红矮星。

这颗红矮星会发光发热,而且比太阳寿命长很多很多。

这样很可能灭亡后的太阳系就会成为一个具有一颗红矮星和一颗白矮星的双星系统。

幸存的地球、火星、土星、天王星、冥王星等等,或许还能够兄弟一家,继续和睦的围绕着木星公转呢。

不过这个时候长兄为父,木星已经不再是大家的兄弟了,而是登基称“朕”了。

这似乎是太阳系最好的归宿,生命或许会在这个双星系统里重启也未可知。

不过这一切都与人类毫无关系了。那时人类如果还存在的话,肯定已经进化至神级文明了。

如果哪位后代有兴趣,突发奇想穿梭回来一睹这个已经离去久远的家园,来一次缅怀之旅也未可知。

在归来的人群里,还有没有与你有0.00000000001%血缘关系的后代呢?哈哈,你自己想吧。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


除非太阳在50亿年后膨胀为红巨星时会把地球吞掉,否则地球是不会毁灭的。如果地球最终会掉进太阳中,那地球的结局就是被太阳的高温所蒸发殆尽。

如果地球能在太阳的红巨星阶段继续在轨运行,那么,毁灭的就不是地球,而是人类以及其他地球生命。但人类不会等到太阳膨胀成红巨星的那一天再去逃亡,因为在此之前30亿年,人类就要面临地球变得太热的问题。

太阳的温度不是一成不变的,而是会随着时间的推移逐渐升温,因为不断坍缩的核心(氦在核心累积所知)会加快核聚变反应的速率。照这样下去,大约再过20亿年后,地球就会热到没有液态水。因此,在此之前,人类就需要提前想好后路。

可以设想,未来人类将需要控制好地球接收到的太阳能量,例如,在太阳周围建造戴森球结构,或者增加地球和太阳之间的距离,以减少太阳辐射到地球上的能量。不过,到了太阳的红巨星阶段,人类仍然需要面临太阳毁灭的问题。为了生存,人类需要新的“太阳”,要么利用核聚变原理制造出人造太阳,要么离开太阳系去其他恒星周围寻找新的世界。

不过,人类能否生存到那时都是问题,因为逐渐变热的太阳不是人类生存的唯一威胁。


火星一号


题主关于“50亿年后,太阳变成红巨星”的说法不是很科学,据科学家推测,太阳的寿命大约为100亿岁,目前已经是45.7亿岁了,也就是说即将“年过半百”的太阳再过约54.3亿年,它将变成一颗红巨星,到那个时候太阳系的格局将发生根本性的变化,当然,我们人类所居住的星球也不例外。

再过大约50~60亿年,由于提供太阳核心的核聚变物质减少甚至耗尽,其核聚变的辐射压力不足以与引力收缩压力抗衡,导致太阳的核心将发生坍缩,与此同时,太阳的温度急剧升高、密度变小而体积迅速膨胀。

我们都知道,目前太阳的直径为139.2万千米,体积大约为V=4/3*3.14*(1392000/2)³=1411549470720000000立方千米(科学计算法表示为:1.41E+18),其直径约为地球直径(12756千米)的109.13倍,而体积则是地球(1086230340743.04立方千米)体积的129.95万倍,而当太阳成为红巨星时,其直径和体积预计都将会膨胀100倍,即达到139200000千米和1.41E+24立方千米。也就是说,到那个时候,太阳的边缘将膨胀到现在日地距离的不到1040万公里,届时地球到太阳的距离比现在水星到太阳的5791万千米还要近5.6倍之多。

太阳在演化接近末期时将会通过爆炸将其大部分甚至几乎所有物质以可高至约30000千米(十分之一光速)的速度向外抛散,按照这个计算,理论上太阳超新星爆发时的物质将于4986.6秒(83.11分钟)后到达地球。

地球的毁灭与否,是伴随着太阳年龄的变化而变化的。由于太阳在演化过程中,质量有所下降,虽然理论上由于太阳的膨胀可能会吞噬太阳系内包括火星、地球、金星、水星这4颗类地行星,但根据万有引力定律(物体之间的相互吸引力大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比),或许到那个时候,由于太阳引力的下降,太阳和地球间的相互吸引力变小,地球的轨道会向外移动。但即便如此,地球仍然难逃脱被太阳“焚毁”的命运而变成“死球”,因为地球离太阳实在是太近了,地球上的水将不再能以液态存在于地球表面,大部分的气体也将逃逸入太空,地球上所有的生物趋于灭绝。

不过,50多亿年后的事对于人类来说是天文级别的久远,而当前随着人类社会的发展,地球的生态环境已经不堪重负,大气和水污染、气候变暖暖、极端天气频发等。我们与其去关心那些不可预测的未来,倒不如认真思考人与自然和谐发展的规律,切实保护好地球环境,以便有更好的人居环境去研究和探索宇宙奥秘,为星际移民做好准备!


地理那些事


太阳变为红巨星,是一个缓慢连续的过程,不是突然出现。10亿年后地球就可能不适合智慧生命存在,对人类来说有充足的时间逃离。

太阳的质量比较小,在演化的后期不会发生超新星爆发,也不会形成黑洞。但是随着质量的不断损失,引力无法再聚集那么大规模的气体,太阳的外层物质就会被核聚变释放的能量推离太阳表面。这一过程是缓慢发生的,太阳现在还在主序星阶段,还能稳定存在很久,按照某些说法10年后太阳膨胀地球就不适合人类居住,但只要在这10年内人类能够远离银河系,那问题就又解决了。

人类文明1万年发展到如今的程度,科技史也就几百年,看起来是很缓慢的,但对于10亿年的跨度,还是非常短暂的。有科学家认为,21世纪后50年,计算机技术、电子元器件的突破将引发人类科技又一轮爆炸性增长,1000年后的人类文明就很难预测了。10亿年后,基本没法推测。因为没有现成的经验(不知道是否有超级文明的存在),无法预测。

太阳逐渐膨胀,地球也会逐渐升温,直到某个阶段,地表温度不再适宜人类居住,人类逃离后,地球还会继续承受太阳的炙烤,大气层被太阳风吹散,再然后太阳继续膨胀,高能粒子与地表的强烈作用蒸干地球海洋、地表被融化、被剥离,最后可能只剩下铁质核心。不过这整个过程需要几十上百亿年,那时候人类可能早就逃离太阳系了。


来看世界呀


不用等50亿年了,15亿年后就要考虑怎么逃了。

由于太阳辐射量会逐年增加,根据计算大约在15亿年后,地表温度就会超过100℃,地表会蒸发干最后一滴水。。。。在此前的很漫长时间里,地球已经不适合人类居住了,地球已经不在宜居带上。。。。

其实到蛋白质都会被煮熟之前,地球已经没法居住了,但到那是人类还在的话,空间发展到太阳系内随意穿梭应该不是问题。火星应该也早就改造完毕。

但是到红巨星阶段,火星都没法住了,这个时候也不用怕,因为又过了几十亿年,这个时候直接在木星轨道上建一批人造空间站完全不是问题,或者直接用木星卫星来做。如果木星还太热咱还有土星,总不会海王星都不行吧。反正红巨星阶段生存不是问题,但是那时要解决的其实是太阳的氦闪问题,氦闪相当于一次超新星爆发。

太阳氦闪将发生于红巨星后的白矮星阶段,当电子简并态的氦核收缩升温至1亿K左右,氦聚变被点燃,然而由于已经处于电子简并态,氦聚变释放的热量并不能使白矮星产生膨胀从而降低热量,结果更大的热量导致更多的氦被点燃,结果就是一场完全失控的核聚变,白矮星太阳里几乎所有的氦将在几十秒内全部聚变成碳。这场景有多恐怖可想而知。



我不知道四颗气态行星能不能挡住这波辐射,反正不走的话也只能躲一躲了Ծ ̮ Ծ

应该来说几十亿年后做恒星际航行应该已经不是问题了,还是星际移民吧。


星宇飘零2099


首先我们要分析下在红巨星期,我们的地球能否被吞噬?从现在开始到地球无法生存,我们人类还有多长时间的发展期?

上图是我们的太阳。一个巨大的等离子体,直径约为140万公里,把109个地球排成一行才能从太阳的一端到另一端。每过一秒钟,太阳就会把惊人的4×10^38个质子聚变成氦,这就是爱因斯坦著名的E=mc^2,把400多万吨的质量转化成能量。

虽说太阳 每秒钟消耗那么多能量,但太阳里面的燃料足够挥霍大约100到120亿年。就在我们说话的时候太阳已经45亿岁了,和我地球年龄相当。

太阳刚开始形成的时候,光度比现在稍微暗一点,体积比现在大百分之一。太阳和夜空中的其他恒星没有太大的不同,经过研究了数百万颗恒星,我们目前已经很清楚恒星是如何工作,发光发热的。我们发现,随着恒星年龄的增长,它们会经历两个重要的变化:

  • 核心温度上升,这意味着它们核聚变速度再加快,恒星光度也更高。

  • 随着时间的推移,恒星向外辐射离子(主要是质子),从而形成持续的恒星风。

以上的两种变化在每一天、每一年、甚至每千年的基础上都是微不足道的。但数十亿年后,我们会开始注意到太阳的一些变化。

自从我们的太阳系诞生以来,太阳的亮度估计增加了20%,(所以我也认为以前的金星可能就是地球的摸样)再过10亿到20亿年,太阳的温度将足以将地球上的海水烧开,所以这就是我们人类需要逃离地球的时间段,不过我相信只要人类保持现在的发展速度,一亿年就够了。

如果我们真的走不了,太阳这时很可能终结我们地球上已知的生命,根本不用等到变成红巨星。

但是从现在开始,大约50亿到70亿年后,上图的周期表就可以看出太阳将会变成慢慢变成红巨星,那时太阳的核心可聚变的质子将会消耗殆尽。

最初,太阳能够在惰性核心周围的外壳中继续进行氢聚变,这个阶段将持续几亿年。在此期间,太阳将膨胀到原来大小的两倍左右,亮度将达到原来的五到十倍,恒星将以更快的速度释放物质粒子。
这是为什么呢?我们回忆下引力是如何发挥作用的:离物体的中心越远,受到的引力就越弱。如果恒星的大小显著增大,温度明显升高,以前动能较小的粒子,加之现在引力变弱,就可以从恒星中逃逸出来。慢慢地,我们的太阳将开始失去一部分的质量。太阳质量的减少就影响了太阳系内所有行星的引力轨道。

当恒星开始慢慢失去质量,行星就开始向外螺旋运动,随着时间的推移,中心引力逐渐减弱。每一个行星,从最深处的水星到气态巨行星,再到柯伊伯带天体以及更远的地方,都会经历这种向外螺旋运动。

这时你可能会想这些行星包括我们的地球会不一直慢慢远离太阳,最终逃离红巨星的灾难,很可惜的是时间不允许,太阳这时变得极其不稳定从亚巨星膨胀成红巨星的速度非常快,并开始在其核心将氦聚变成碳。

当太阳膨胀到最初大小的数百倍和最初亮度的数千倍时,它的物理大小将接近地球围绕它运行的轨道。因此,水星和金星肯定会被我们的恒星吞没。但是地球的命运呢?

这仍然是一个悬而未决的问题。

上图可以看出红巨星外围的物质只会被中心引力松散的束缚着,而我们太阳原始质量的很大一部分会在这个时期丢失。在这种情况下,所有的行星轨道都会明显地向外移动,包括地球。由于太阳将经历相对快速和显著的质量损失,地球/月球系统很可能会位于红巨星的光球层之外。

在亚巨星期,太阳会损失一小部分质量,特别是在红巨星期,太阳质量会大量丢失,据目前所知,我们的地球和月亮将有很大的可能保持完整,但是那时根本没我们人类什么事!

所以说有很大的可能是,即使太阳消失了,我们的地球也会依然存在。


量子科学论


决定一颗恒星演化方向和寿命的是它的质量。质量低于0.5个太阳质量的恒星是红矮星,它的内部温度较低,氢的核聚变反应速率较低,其寿命会长达数千亿年。宇宙寿命才138亿年,故而现在所有的红矮星都还很年轻。红矮星的内部会发生对流,氦不会沉积在核心处,所以也不会成为红巨星。

红矮星是恒星群体里的绝大多数,占其总数量的73%左右。

图:红矮星和太阳的比较



质量在约0.5~8个太阳质量的恒星,由于内部压力较大,在内核中不会发生对流,而温度又不足以点燃氦的核聚变,氦会在核心中积累。

在恒星的末期,由于核心处氢燃料耗尽,氦核会发生重力坍缩,形成简并态。包裹在氦核周围的氢会加速燃烧,使恒星膨胀成为红巨星。红巨星阶段通常只有数百万年,这在整个恒星演化史上是很短的一个时间。

图:太阳和红巨星对比

质量为8-40个太阳质量的恒星,在燃烧完核心处的氢后,会成为红超巨星。它们是宇宙中体积最大的一类恒星。

质量更大恒星其内部温度足以点燃氦的核聚变,它们会缓慢的燃烧,温度上升并形成强烈的恒星风,剥离掉一部分外壳,使其避免成为红巨星。

图:太阳

如同太阳这么大的恒星,其主序星阶段的寿命大约在100亿年。太阳已燃烧了46亿年,预计寿命还有50~60亿年。在其生命的末期会膨胀形成红巨星。半径将达到地球轨道,并将地球吞噬。

图:成为红巨星后的太阳

事实上,人类要延续下去,在数亿年后就应该离开地球了。由于每过约10亿年,太阳的亮度就会增加10%,10亿年以后的地球会被太阳烤干地表,人类如果还留在地球上肯定是无法生存了。

10亿年后,太阳系的宜居带会后移至火星,火星会成为人类新的家园。在这里人类会生活十多亿年,然后向木星的的卫星移民。最后走出太阳系寻找新的家园。可能那时候的人类在现代人眼里已经不能算是人了。


讲科学堂


太阳作为一个黄矮星,寿命一般是100亿年左右

太阳现在已经年过中旬了,科学家们估计太阳将会在50到60亿年后寿终正寝变成一个红巨星。红巨星时代的太阳直径会膨胀到目前直径的200到300倍,所以说到时候近日轨道的水星和金星都会被吞噬。

到时候如果地球还在,那么地球也就两条路可以走,一是被太阳的引力拖入太阳的火海,二是被红巨星时代的太阳烧成黑煤球。

但是我们不应该担心红巨星时代地球的结局,因为50亿年后人类如果还被困在地球上,那么灭亡了也是活该

比起几十亿年后红巨星对于人类的威胁,有两件事倒是更为急迫,地磁场的减弱和太阳温度的增高。

地球每时每刻都在承受着太阳的高能粒子轰击,全靠磁场的存在帮我们抵御高能粒子,但是随着地核问答的逐渐降低,20亿年之后地球的磁场就会消失殆尽,到时候太阳风和高能粒子就会把地球变成第二个火星。

太阳的温度也随着内部核聚变反应的加剧而慢慢的升高,这样下去地球的海洋就会被蒸发殆尽,随之而来的温室效应会把地球变成一个大蒸笼。

所以说人类如果不在20亿年内离开地球离开太阳系,那么人类文明就可以Game over了


分享到:


相關文章: