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太陽(yáng)系的末日到底是什么時(shí)候
當太陽(yáng)的氫元素消耗超過(guò)20%后，太陽(yáng)中的由氫聚變成氦的核反應將停止，由于太陽(yáng)的質(zhì)量的關(guān)系(不夠大)，太陽(yáng)中不能繼續進(jìn)行由氦聚變成碳的反應，所以到那時(shí)，太陽(yáng)的壽命將慢慢終止，那時(shí)就是太陽(yáng)的末日了。
太陽(yáng)是我們這個(gè)星球賴(lài)以生存的能量源泉，沒(méi)有太陽(yáng)，人類(lèi)和其他動(dòng)物、植物都不能生長(cháng)，生機勃勃的地球將是一片死寂。太陽(yáng)帶給人類(lèi)家園無(wú)限的生機和活力，那么有一天，太陽(yáng)會(huì )衰老死亡嗎？
我們知道太陽(yáng)在發(fā)光發(fā)熱的同時(shí)消耗大量能量。平均每秒有6億噸氫聚變?yōu)楹�，然后太�?yáng)向外輻射出一部分能量。地球植物的光合作用、大氣循環(huán)、云雨形成等都是太陽(yáng)的功勞。太陽(yáng)的氫聚變已經(jīng)持續46億年了，這個(gè)過(guò)程氫不斷減少，氦不斷產(chǎn)生。那么持續下去太陽(yáng)的未來(lái)會(huì )怎樣呢？科學(xué)告訴我們，恒星演變過(guò)程就是中心核內的氫開(kāi)始燃燒直到全部生成氦。恒星存在的時(shí)間長(cháng)短是根據各自質(zhì)量而定的。星體膨脹速度與產(chǎn)生的熱量成正比。就是說(shuō)星體產(chǎn)生的熱量越多，膨脹的速度越快，存在的時(shí)間也越短�？茖W(xué)家預言，太陽(yáng)最多可存在100億年的時(shí)間。
恒星最后會(huì )變成紅巨星，到了這個(gè)階段恒星將膨脹到原來(lái)體積的10億倍，因此稱(chēng)為巨星，而紅是因為恒星膨脹，外表越來(lái)越遠離中心，溫度也隨之降低，發(fā)出的光也偏紅。如果照這樣推測，太陽(yáng)最后膨脹10億倍，足可以吞掉地球等其他太陽(yáng)系行星。紅巨星階段過(guò)后會(huì )演變成白矮星。恒星外部迅速膨脹，氦受到反作用力向內收縮，溫度會(huì )升高，內核溫度最終將達到1億多攝氏度，由此引發(fā)氦聚變，氫經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的燃燒將消耗殆盡。此時(shí)的恒星結構復雜，震動(dòng)劇烈，整個(gè)恒星呈現不穩定狀態(tài)。此時(shí)白矮星便于紅巨星內部誕生了。白矮星體積小，密度高，質(zhì)量大，亮度低。因為沒(méi)有熱核反應來(lái)為單星提供熱量，所以白矮星一邊發(fā)光，一邊降低溫度。等到了100億年左右，白矮星將最終完全冷卻，變成巨大的黑矮星晶體，孤單飄浮于黑暗的太空中。
科學(xué)家認為太陽(yáng)在50億年后將變成紅巨星，屆時(shí)地球一切生命都會(huì )滅亡，這個(gè)階段會(huì )停留10億年，那時(shí)的光亮將是今天的幾十倍，整個(gè)天空將都是太陽(yáng)。此后太陽(yáng)繼續膨脹，而且速度加快，然后它將吞沒(méi)太陽(yáng)系所有星體。那時(shí)太陽(yáng)會(huì )劇烈抖動(dòng)，大量物質(zhì)會(huì )脫落跌進(jìn)太空，剩下的部分縮為白矮星。
不過(guò)“世界末日”還很遙遠，我們了解了整個(gè)演變過(guò)程，也許能夠對生命引發(fā)更多的思考。
太陽(yáng)是我們這個(gè)星系賴(lài)以生存的能量源泉。如果沒(méi)有太陽(yáng)，地球上的人類(lèi)、動(dòng)物和植物都無(wú)從生長(cháng)，我們美麗的地球將會(huì )一片死寂。太陽(yáng)如同烈焰，帶給人類(lèi)溫暖和光明，從古至今都被視為至高無(wú)上的象征。太陽(yáng)會(huì )有衰老死亡的一天嗎？它的未來(lái)將會(huì )如何？
宇宙中，太陽(yáng)是離地球最近的恒星。其核心溫度高達1500萬(wàn)~2000萬(wàn)K，每秒都有6億多噸的氫聚變成氦，每4個(gè)氫原子核在這一過(guò)程中聚變?yōu)?個(gè)氦原子核，太陽(yáng)也就因此向外輻射出一小部分的能量。地球植物的生長(cháng)和光合作用，煤、石油等礦藏的形成，大氣循環(huán)、海水蒸發(fā)、云雨生成等等，均源于太陽(yáng)的活動(dòng)。10億年來(lái)，地球的溫度變化很小，不超過(guò)20℃。這是太陽(yáng)穩定活動(dòng)的證據，這也為生命的孕育、演化打下良好基礎。
太陽(yáng)上的氫聚變反應至今為止已經(jīng)歷了幾十億年，從不間斷。氫持續減少，氦不斷產(chǎn)生，太陽(yáng)的未來(lái)是怎樣的呢？
恒星演化理論詮釋了“主星序階段”，即從恒星中心核內的氫開(kāi)始燃燒直至全部生成氦。恒星在主星序階段上稱(chēng)為“主星序”。各恒星體根據各自質(zhì)量在主星序中存在的時(shí)間是不同的。天文學(xué)家愛(ài)丁頓發(fā)現，恒星體的質(zhì)量與它為抗衡萬(wàn)有引力而產(chǎn)生的熱量成正比；星體膨脹速度與產(chǎn)生熱量成正比。產(chǎn)生的熱量越多，星體膨脹的速度越快，相應的留在主星序中的時(shí)間越短。太陽(yáng)現在就處于主星序階段，科學(xué)家計算，太陽(yáng)最多有100億年左右的時(shí)間停留在主星序階段，至今為止它已有46億年處于這一階段了。大于太陽(yáng)15倍質(zhì)量的恒星只能在主星序階段停留1000萬(wàn)年，相當于1/5太陽(yáng)質(zhì)量的恒星則可以存在長(cháng)達10000億年之久。今天的太陽(yáng)正處在它的鼎盛時(shí)期。
恒星漫長(cháng)的青壯年期——主星序階段一旦度過(guò)，進(jìn)入老年期就會(huì )成為“紅巨星”。在這個(gè)階段，恒星將膨脹到大于本來(lái)10億多倍的體積，因此被稱(chēng)為“巨星”。之所以被加上“紅”，是由于隨著(zhù)恒星迅速膨脹，其外表面越來(lái)越遠離中心，溫度也隨之降低，發(fā)出的光也愈發(fā)偏紅。紅巨星盡管溫度降低，光度卻增大，變得極其明亮。人類(lèi)肉眼能看到的亮星，就有許多是紅巨星。我們熟悉的即是獵戶(hù)星座的“參宿四”，其直徑為太陽(yáng)直徑的800倍，達11億千米。若“參宿四”在太陽(yáng)的位置發(fā)光，紅光會(huì )遍及整個(gè)太陽(yáng)系�！爸餍蛐恰钡健凹t巨星”的衰變過(guò)程，變化不僅是外在的，內核也發(fā)生了巨大的轉變——從“氫核”成為“氦核”。氦核逐漸增大，氫燃燒層也不斷向外擴展。行星就有可能被其所屬的恒星吞噬，其過(guò)程就好像一只飛行中的昆蟲(chóng)撞上了汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃。由于鄰近恒星或其他未知天體萬(wàn)有引力的影響，行星的軌道會(huì )發(fā)生擾動(dòng)并有可能墜入恒星表面的烈焰之中。在那些靠近恒星的行星中，有大多數最終都將難逃被火焰吞噬的命運。到時(shí)，太陽(yáng)直徑將擴大到現在的２５０倍，連地球都將被吞沒(méi)。
一旦形成紅巨星，它便會(huì )發(fā)展到恒星演化的下一個(gè)階段——“白矮星”。外部區域迅速膨脹，氦核受反作用力向內收縮，其中的物質(zhì)溫度增高，內核溫度最終將超過(guò)1億度，引發(fā)氦聚變。氦核經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年燃燒殆盡，而恒星的外殼混合物仍然以氦為主。這時(shí)恒星結構復雜了許多：氦混合物外殼下隱藏著(zhù)一個(gè)氦層，還有一個(gè)碳球埋藏在內。這樣，恒星體的核反應更加復雜，其內部溫度上升，最終使其變成為其他元素。紅巨星外部與此同時(shí)也開(kāi)始急劇地脈動(dòng)振蕩：恒星半徑大小不定，穩定的主星序恒星變?yōu)槎嘧兊拇蠡鹎��；鹎騼炔康暮朔磻觿?dòng)蕩，忽強忽弱。恒星內部核心的密度增大到每立方厘米10噸左右，此刻一顆白矮星便誕生在紅巨星內部。
白矮星的特征是體積小、亮度低、質(zhì)量大、密度高。例如天狼星伴星，體積類(lèi)似地球，卻差不多和太陽(yáng)一樣重！它的密度為每立方厘米1000萬(wàn)噸左右。由白矮星的半徑和質(zhì)量，算出其表面重力差不多是地球表面重力的1000萬(wàn)~10億倍。任何物體在這樣高的壓力下都將毀滅。由于沒(méi)有熱核反應來(lái)為單星系統提供能量，白矮星一邊發(fā)光，溫度一邊降低。100億年的漫長(cháng)歲月過(guò)去后，白矮星將停止輻射而死亡，軀體會(huì )變成硬過(guò)鉆石的巨大晶體——“黑矮星”，在宇宙中孤單的飄浮。
一些科學(xué)家認為，雖然目前還不清楚恒星的演化過(guò)程，但50億年后，可以基本肯定太陽(yáng)會(huì )成為紅巨星。亞歷山大·圖圖科夫補充說(shuō)：“在恒星滅亡前，它們均會(huì )燒焦自己的‘孩子’。例如，在銀河系中，恒星平均每年都會(huì )吞噬掉一顆行星。如果以太陽(yáng)為例，在數十億年后，它也會(huì )開(kāi)始膨脹，其外層將會(huì )到達水星軌道附近，之后還會(huì )越過(guò)金星并到達地球。在這種情況下，行星在墜入太陽(yáng)之前便會(huì )被加熱到非常高的溫度并開(kāi)始出現猛烈的蒸發(fā)現象。當然，恒星和木星也將在劫難逃�！钡厍蛏系囊磺猩紩�(huì )滅亡，地面溫度將高于現在的兩至三倍，北溫帶夏季最高溫度會(huì )達到100℃；而地球上的海洋也會(huì )蒸發(fā)成為一片沙漠。太陽(yáng)大概會(huì )在紅巨星階段停留10億年，光度會(huì )提高到今天的幾十倍；體積也將會(huì )極大的膨脹，膨脹到現在的250倍。若從地面觀(guān)察，會(huì )看見(jiàn)整個(gè)天空都是太陽(yáng)。
當然“世界末日”距現在還很遙遠，但因為提前幾十億年了解這樣的“大結局”，人們不禁會(huì )疑惑：“生命的進(jìn)化必將是一場(chǎng)悲劇，那其意義究竟為何呢？”
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