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    如果有一天太陽突然消失,人類將何去何從?

    清晨一睡醒,溫暖陽光就陪伴床邊,對此我們已習以為常。你有沒有想過,有一天,太陽會不告而別?首先澄清一點,太陽突然消失的可能性很小。不過這仍不失為一個有趣的科學設定。

    太陽質量約是地球的33.3萬倍,直徑約是地球的110倍,它每秒產生的能量大致相當于1000億顆氫彈。巨大的質量使之成為太陽系的無敵王者,它借助自身的引力把八大行星羈留在各自的橢圓軌道中。

    太陽消失的那一瞬間,地球上的人類其實是毫不知情的,在大約8.5分鐘后我們才會意識到這一可怕的情形。為什么呢?因為陽光抵達地球需要8.5分鐘。這幾分鐘內,我們仍能看到懸在空中的太陽,然而那只不過是如同幽靈一般的幻像。

    最后一批光線穿越過茫茫太空抵達地球后,地球將永遠被夜晚所籠罩。人類家園被黑暗和極寒覆蓋。皎潔的月亮失去了光源的依附,將立刻淪落為太空中一顆死寂的冰冷星球。

    當地球再也享受不到陽光的親吻時,植物立刻停止了光合作用,但它們不會立即死去。大多數植物將在幾周內死亡。由于新陳代謝緩慢、儲備了大量養分,一些大樹或許還能存活幾十年。但永久的黑暗意味著食物鏈根基的崩塌,食草動物、食肉動物以及人類的食物將越來越少。

    太陽消失后,在出現食物匱乏這個嚴峻問題之前,人類先要擔心如何在極寒天氣中自保。電影《雪國列車》有一個情節,在這部暗黑系科幻電影中,一個人因違反列車規定而遭到懲罰,不得不把手臂伸到列車外,七分鐘后手臂凍成了冰還被殘忍地敲碎。

    如果我們把一杯熱騰騰的咖啡放到冰箱中,它不會馬上冷卻下來。同理,如果太陽這個最大熱源不見了,地球表面溫度的變化并不會像黑暗那樣降臨得如此快速和徹底。此外,在幾百萬年內,由于放射性元素衰變,地球內部仍會保持著至少比周邊太空高的溫度。

    但是,地表的人類就慘了。太陽消失一周后,全球平均地表溫度將降至大約零下20攝氏度,一年后則降到零下近100攝氏度。相較之下,《雪國列車》中的冰雪災難簡直不值得一提。

    海洋的表層將完全凍結,由于寒冷空氣被海面的冰層隔絕在外,再加上潮汐作用、火山活動和地熱等因素的影響,海洋深處的海水將在數百萬年內保持液體狀態——還不至于被凍成實心的大冰塊。而這里恰恰成為地球生命最后的安樂窩。

    除了從太陽獲得能量外,地球自身也儲備了大量熱量。深海處的洋底熱液裂口不斷發散出熱量,維持著周邊復雜生態系統的繁榮發展。哪怕太陽不復存在,這里的微生物仍將無憂無慮地生活下去,因為它們靠大洋深處的地熱獲取食物和能量,與太陽沒半點關系。

    再過數百萬年,地球的溫度將穩定保持在大約零下240攝氏度,此時從地球內核釋放的熱量將等同于地球輻射到太空中的熱量。

    地球大氣層這個隱形保護盾也將崩潰瓦解。大氣層中的不同成分會在不同時間凍結,如同分層的色彩不同的雪一樣,落到地面上。

    人類的“諾亞方舟”

    如果技術允許,人類可以打造堅固的潛水艇或庇護所,在海洋最溫暖的深處繼續活下去。但更具吸引力的方案是,尋找由核能或地熱供能的棲息地,例如,冰島。這個島國已利用地熱為87%的家庭供能,這里的火山地熱能源可供人們使用數百年。

    但是除非人類能夠及時打造出足夠多的裝備齊全的庇護所,否則少量幸存者也無法維系長久的繁衍生息,人類這個種族也就難以為繼。

    失去引力約束,地球開溜了

    地球與太陽的另一層親密關系體現在引力上。根據廣義相對論,太陽消失后,地球也需過一段時間才能感覺到太陽引力的終止。愛因斯坦關于引力傳播速度等同于光速的百年預言已得到證實。因此,在8.5分鐘內,地球仍將在原先的公轉軌道上運轉。但接下來,地球將面臨什么樣的命運?

    想象一下,在繩子一端綁上一塊石頭,然后抓著繩子另一端甩動,若突然松手,石塊會沿著直線飛出去。地球的公轉速度是每秒30公里,太陽引力消失后,地球的運行速度將保持不變,并且會像前面描述的石塊那樣繼續向前運動,脫離原先的橢圓軌道,開始了艱難的流放之旅。

    如果沒有撞到其他行星、小行星或彗星,奔走了43000年后,地球將橫跨4.3光年的行程(最近的恒星半人馬座α星與地球之間的距離是4.3光年)。10億年后,地球將在荒蠻太空中完成10萬光年的游歷(整個銀河系的長度是10萬光年)。

    讓人憂心的是,一個不小心我們這個小小的星球就可能被黑洞吞噬。或許,它會因另一顆恒星的“傾慕”而被拉進引力軌道中,重新開始一場不離不棄的愛戀。

    太陽系大家族分崩離析

    太陽消失后一周內,承受最大沖擊的不是地球表面,而是太空。首先,日鞘將隨之逝去。日鞘是太陽系外的邊界,是保護整個太陽系免受大量輻射和粒子侵擾的磁場。日鞘潰散后,所有輻射將立即侵入太陽系。

    與地球類似,原本被約束在各自公轉軌道上的其它行星也將沿著直線各奔前程。太陽系這個大家庭就此分家了。

    有趣的是,如果太陽突然消失,短時間內我們仍能觀測到太陽系中的其它行星。

    例如,木星距離地球最近時,兩者相距約33光分,這意味著太陽失蹤后一個多小時內,雖然這個巨型燈泡已然熄滅,我們仍然能夠看到木星。原因在于,殘余陽光抵達木星并反射回地球需要一個多小時的時間。

    人類拯救病危的太陽

    上圖顯示的是水星從容地掠過布滿日珥和暗條的太陽盤面,幾個人十分專注地觀看著眼前水星凌日的景象,表情或凝重或沉醉,若有所思。如果太陽死亡,他們將再也看不到這一天文奇觀。這是電影《太陽浩劫》中的一個片段。雖然某些情節缺乏科學常識,卻是一部與太陽相關的精彩的末日電影,值得觀看。電影設定的未來世界中,太陽的壽命已接近尾聲,陽光不再普照,地球越來越冷寂。科學家們集結了地球上所有資源制造了一枚強力核彈,并希望把它射入太陽,讓它重生。八人團隊背負著拯救全人類的使命,乘坐飛船開啟了飛往太陽的悲壯遠征。

    看看窗外,還好,太陽沒出事,現世依舊美好。安心吧。

    出品:科普中國

    制作:鷹眼

    監制:中國科學院計算機網絡信息中心


    “科普中國”是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。

    本文由科普中國融合創作出品,轉載請注明出處。

    • 發表于 2016-12-10 00:00
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