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【转载】如果太阳突然消失:人类何去何从?  

2016-12-13 21:31:01|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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如果太阳突然消失:人类何去何从?

如果有一天太阳突然消失:人类何去何从? - 一统江山 - 一统江山的博客

 清晨一睡醒,温暖阳光就陪伴床边,对此我们已习以为常。你有没有想过,有一天,太阳会不告而别?首先澄清一点,太阳突然消失的可能性很小。不过这仍不失为一个有趣的科学设定。太阳质量约是地球的33.3万倍,直径约是地球的110倍,它每秒产生的能量大致相当于1000亿颗氢弹。巨大的质量使之成为太阳系的无敌王者,它借助自身的引力把八大行星羁留在各自的椭圆轨道中。

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 太阳消失的那一瞬间,地球上的人类其实是毫不知情的,在大约8.5分钟后我们才会意识到这一可怕的情形。为什么呢?因为阳光抵达地球需要8.5分钟。这几分钟内,我们仍能看到悬在空中的太阳,然而那只不过是如同幽灵一般的幻像。

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 最后一批光线穿越过茫茫太空抵达地球后,地球将永远被夜晚所笼罩。人类家园被黑暗和极寒覆盖。皎洁的月亮失去了光源的依附,将立刻沦落为太空中一颗死寂的冰冷星球。当地球再也享受不到阳光的亲吻时,植物立刻停止了光合作用,但它们不会立即死去。大多数植物将在几周内死亡。由于新陈代谢缓慢、储备了大量养分,一些大树或许还能存活几十年。但永久的黑暗意味着食物链根基的崩塌,食草动物、食肉动物以及人类的食物将越来越少。

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 太阳消失后,在出现食物匮乏这个严峻问题之前,人类先要担心如何在极寒天气中自保。电影《雪国列车》有一个情节,在这部暗黑系科幻电影中,一个人因违反列车规定而遭到惩罚,不得不把手臂伸到列车外,七分钟后手臂冻成了冰还被残忍地敲碎。

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 如果我们把一杯热腾腾的咖啡放到冰箱中,它不会马上冷却下来。同理,如果太阳这个最大热源不见了,地球表面温度的变化并不会像黑暗那样降临得如此快速和彻底。此外,在几百万年内,由于放射性元素衰变,地球内部仍会保持着至少比周边太空高的温度。

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 但是,地表的人类就惨了。太阳消失一周后,全球平均地表温度将降至大约零下20摄氏度,一年后则降到零下近100摄氏度。相较之下,《雪国列车》中的冰雪灾难简直不值得一提。

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 海洋的表层将完全冻结,由于寒冷空气被海面的冰层隔绝在外,再加上潮汐作用、火山活动和地热等因素的影响,海洋深处的海水将在数百万年内保持液体状态--还不至于被冻成实心的大冰块。而这里恰恰成为地球生命最后的安乐窝。

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 除了从太阳获得能量外,地球自身也储备了大量热量。深海处的洋底热液裂口不断发散出热量,维持着周边复杂生态系统的繁荣发展。哪怕太阳不复存在,这里的微生物仍将无忧无虑地生活下去,因为它们靠大洋深处的地热获取食物和能量,与太阳没半点关系。

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 再过数百万年,地球的温度将稳定保持在大约零下240摄氏度,此时从地球内核释放的热量将等同于地球辐射到太空中的热量。地球大气层这个隐形保护盾也将崩溃瓦解。大气层中的不同成分会在不同时间冻结,如同分层的色彩不同的雪一样,落到地面上。人类的“诺亚方舟”——

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 如果技术允许,人类可以打造坚固的潜水艇或庇护所,在海洋最温暖的深处继续活下去。但更具吸引力的方案是,寻找由核能或地热供能的栖息地,例如,冰岛。这个岛国已利用地热为87%的家庭供能,这里的火山地热能源可供人们使用数百年。但是除非人类能够及时打造出足够多的装备齐全的庇护所,否则少量幸存者也无法维系长久的繁衍生息,人类这个种族也就难以为继。失去引力约束,地球开溜了——

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 地球与太阳的另一层亲密关系体现在引力上。根据广义相对论,太阳消失后,地球也需过一段时间才能感觉到太阳引力的终止。爱因斯坦关于引力传播速度等同于光速的百年预言已得到证实。因此,在8.5分钟内,地球仍将在原先的公转轨道上运转。但接下来,地球将面临什么样的命运?

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 想象一下,在绳子一端绑上一块石头,然后抓着绳子另一端甩动,若突然松手,石块会沿着直线飞出去。地球的公转速度是每秒30公里,太阳引力消失后,地球的运行速度将保持不变,并且会像前面描述的石块那样继续向前运动,脱离原先的椭圆轨道,开始了艰难的流放之旅。如果没有撞到其他行星、小行星或彗星,奔走了43000年后,地球将横跨4.3光年的行程(最近的恒星半人马座α星与地球之间的距离是4.3光年)。10亿年后,地球将在荒蛮太空中完成10万光年的游历(整个银河系的长度是10万光年)。让人忧心的是,一个不小心我们这个小小的星球就可能被黑洞吞噬。或许,它会因另一颗恒星的“倾慕”而被拉进引力轨道中,重新开始一场不离不弃的爱恋。

 太阳系大家族分崩离析——太阳消失后一周内,承受最大冲击的不是地球表面,而是太空。首先,日鞘将随之逝去。日鞘是太阳系外的边界,是保护整个太阳系免受大量辐射和粒子侵扰的磁场。日鞘溃散后,所有辐射将立即侵入太阳系。与地球类似,原本被约束在各自公转轨道上的其它行星也将沿着直线各奔前程。太阳系这个大家庭就此分家了。

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 有趣的是,如果太阳突然消失,短时间内我们仍能观测到太阳系中的其它行星。例如,木星距离地球最近时,两者相距约33光分,这意味着太阳失踪后一个多小时内,虽然这个巨型灯泡已然熄灭,我们仍然能够看到木星。原因在于,残余阳光抵达木星并反射回地球需要一个多小时的时间。

 人类拯救病危的太阳——上图显示的是水星从容地掠过布满日珥和暗条的太阳盘面,几个人十分专注地观看着眼前水星凌日的景象,表情或凝重或沉醉,若有所思。如果太阳死亡,他们将再也看不到这一天文奇观。这是电影《太阳浩劫》中的一个片段。虽然某些情节缺乏科学常识,却是一部与太阳相关的精彩的末日电影,值得观看。电影设定的未来世界中,太阳的寿命已接近尾声,阳光不再普照,地球越来越冷寂。科学家们集结了地球上所有资源制造了一枚强力核弹,并希望把它射入太阳,让它重生。八人团队背负着拯救全人类的使命,乘坐飞船开启了飞往太阳的悲壮远征。

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 看看窗外,还好,太阳没出事,现世依旧美好。安心吧——

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