在世界上所有的變化中,沒有比衰老更能夠讓人煩惱的,因?yàn)樗诓恢挥X中就會(huì)偷走時(shí)間,而且無法阻擋,這是萬(wàn)物的設(shè)定之一,只要熵定律存在,衰老就會(huì)必然發(fā)生。 一個(gè)人的衰老只會(huì)影響一小部分人,但是太陽(yáng)的衰老將會(huì)影響所有的人。 太陽(yáng)雖然照耀在我們頭頂上50億年,隨著熱核反應(yīng)的繼續(xù),太陽(yáng)的燃料也會(huì)越來越少。 在人類的歷史中,太陽(yáng)幾乎是永恒不變的,這給了我們錯(cuò)覺,以為太陽(yáng)是永生的。 這是因?yàn)?,太?yáng)內(nèi)部核反應(yīng)非常緩慢,在短時(shí)期內(nèi)看不出變化。 》在時(shí)間軸上拉的足夠長(zhǎng),太陽(yáng)也會(huì)有顯著的變化。 太陽(yáng)燃燒使用的燃料是氫原子核,簡(jiǎn)單的說就是質(zhì)子,這僅僅是目前的情況。 核聚變反應(yīng)是核子融合形成一個(gè)新的原子核。原子核之間距離非常稀松,因?yàn)樵谝粋€(gè)原子中,原子核只占據(jù)了極小的空間。 如果原子的直徑有100米,那么原子核的直徑只有一公分,而且由于在三維的立體結(jié)構(gòu)中,原子核只占了整個(gè)原子體積的1/1萬(wàn)億 。 原子核與原子核之間的碰撞是隨機(jī)的,相當(dāng)于在兩個(gè)100萬(wàn)立方米的水池中,兩個(gè)隨機(jī)游動(dòng)的蝌蚪相遇的概率。 在太陽(yáng)內(nèi)部的核反應(yīng)中,首先是一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)質(zhì)子相碰撞,形成一個(gè)氫的同位素氕,放出一個(gè)正電子和一個(gè)電子中微子。 接下來一步由一個(gè)氕和一個(gè)質(zhì)子相碰撞,形成一個(gè)氦三。 氦三要最終合成氦四,這里有三條路可以走。 第1條路徑,兩個(gè)氦3可以直接合成一個(gè)氦4,放出兩個(gè)質(zhì)子。 第2條路徑,一個(gè)氦3和一個(gè)氦4合成一個(gè)鈹7,再有一個(gè)鈹7和一個(gè)電子合成一個(gè)鋰7,鋰7和一個(gè)質(zhì)子相遇變成兩個(gè)氦4。 第3條路徑,除了第2條路徑的前面部分以外,鈹7和一個(gè)質(zhì)子合成一個(gè)鈹8,鈹8在衰變成兩個(gè)氦4。 這個(gè)反應(yīng)過程非常緩慢,4個(gè)氫原子合成一個(gè)氦四需要九百萬(wàn)年的時(shí)間,所以太陽(yáng)才會(huì)穩(wěn)定而均勻的燃燒。 在這個(gè)過程中,4個(gè)氫原子會(huì)虧損一部分質(zhì)量,虧損的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化為能量,以光輻射的形式釋放出來。 這種光輻射不僅僅帶給了地球熱量,而且光的壓力對(duì)抗了太陽(yáng)向內(nèi)收縮的引力,所以太陽(yáng)才會(huì)維持穩(wěn)定的大小。 隨著時(shí)間的延長(zhǎng),太陽(yáng)內(nèi)部的氫原子會(huì)越來越少,最后氫聚變會(huì)消失。 此時(shí),沒有光輻射對(duì)抗太陽(yáng)引力形成的壓力,太陽(yáng)會(huì)向內(nèi)部收縮,引起太陽(yáng)內(nèi)部溫度升高。太陽(yáng)內(nèi)部的溫度升到1億度的時(shí)候,會(huì)點(diǎn)燃氦。 氦核聚變會(huì)在短時(shí)間內(nèi)傳遍太陽(yáng)的內(nèi)部。 》這就是所謂的氦閃。 氦閃時(shí),短時(shí)間內(nèi),大概幾秒鐘,太陽(yáng)釋放的5×10^41焦耳能量,甚至有微弱的可能變成一次超新星爆發(fā),釋放1.5×10^44焦耳能量,接近于銀河系所有恒星發(fā)出來的光亮。 劉慈欣的小說《流浪地球》的設(shè)定,就是在氦閃的背景下,人類為了逃離災(zāi)難把地球推離太陽(yáng)系的故事。 這不是杞人憂天,這是遲早要發(fā)生的事情,而且這將是一場(chǎng)重大的災(zāi)難性自然變故。 只有0.8~2.2個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量大小的恒星,才會(huì)發(fā)生氦閃。 比0.8個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量更小的恒星,內(nèi)部的氦不會(huì)被點(diǎn)燃。大于2.2個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星內(nèi)部的氦會(huì)緩慢的燃燒。 一旦氦閃發(fā)生,就意味著恒星進(jìn)入紅巨星階段,此時(shí)恒星就進(jìn)入了老年階段。 》根據(jù)卡爾達(dá)肖夫文明指數(shù),對(duì)核聚變的利用率決定文明等級(jí)。 如果人類的托卡馬克裝置能夠開發(fā)成功,這就意味著可以利用地球上所有的氫元素進(jìn)行聚變,這意味著人類的文明進(jìn)入了一級(jí)文明階段。 到達(dá)一級(jí)文明,仍然是需要用核聚變的熱量來燒鍋爐,制造開水和蒸汽,然后推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,才能夠被利用。 如果能利用太陽(yáng)的核聚變,這個(gè)步驟就省了。 這需要建造一個(gè)包裹在太陽(yáng)外面的戴森球(或者環(huán)),此時(shí)人類進(jìn)入二級(jí)文明。 太陽(yáng)能夠穩(wěn)定的核聚變,對(duì)于人類的一級(jí)文明以及二級(jí)文明都是非常重要的。 太陽(yáng)大約在20億年之后就會(huì)發(fā)生氦閃,如果那個(gè)時(shí)候人類還處在二級(jí)文明,地球以及人類在太陽(yáng)周圍建設(shè)的所有建筑,都會(huì)被蒸發(fā)。 在太陽(yáng)氫聚變快要熄滅的時(shí)候,拯救太陽(yáng)是必要的,否則人類會(huì)在二級(jí)文明被終止。 》自然界中有恒星返老還童。 在130億年前,星系還沒有形成或者剛剛形成。在引力中心,恒星可以繞著任何一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),它們的軌道就像纏繞在一起的毛線團(tuán),就形成了球狀星團(tuán)。 球狀星團(tuán)是最古老的恒星集合。 銀河系里有250個(gè)球狀星團(tuán),里面的恒星都是老年恒星,發(fā)出紅色的光芒,比太陽(yáng)要暗淡。 但是,有一個(gè)M53星團(tuán)里,居然有發(fā)出藍(lán)色光芒的年輕恒星。 經(jīng)過科學(xué)家們研究,這些看起來非常年輕的恒星,實(shí)際上也是老年恒星,但是返老還童了。 ● M53球狀星團(tuán)中的老年恒星和返老還童恒星混雜在一起,那些亮藍(lán)色的光芒就是返老還童的恒星。 這些返老還童的恒星是因?yàn)槲樟诵请H間的物質(zhì)以后,恢復(fù)了活力,變成了年輕恒星,這些物質(zhì)可能主要來源于伴星。 這也說明,太陽(yáng)延長(zhǎng)壽命是可以的,只要把星際間的氫不斷的喂給太陽(yáng)就可以了。必要的時(shí)候把土星、木星、天王星、海王星也推進(jìn)太陽(yáng)里。 太陽(yáng)所在的奧爾特星云,以及周圍的星際空間并非完全是空的,有相當(dāng)多的氫元素。 需要為太陽(yáng)添加燃料的時(shí)候,人類還應(yīng)該是二級(jí)文明,戴森球還存在,有20億年的時(shí)間給人類充足準(zhǔn)備。 |
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