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數十億年以后太陽變成一顆白矮星,地球將會怎樣?

地球的宿命

地球直徑已經有46億年的歷史,在整個進程中,地球經歷多次生物的大滅絕和物種大爆發,可以說是“鐵打的地球,流水的生物”,雖然人類如今可以說是地球上的霸主,但不出意外也會成為地球的過客,就如同曾經的地球霸主恐龍一樣。

那我們不禁要問了,地球的末日是什么?

實際上,地球最終的宿命其實還未可知,它有可能會在太陽變成紅巨星時被吞沒,也可能在那次災難中幸存下來,而后被其他的恒星順走或者被其他大型天體吃掉。如果運氣好,興許可能熬到宇宙走到盡頭的那一刻,大概就是會被撕碎或者被擠爆。那具體是咋回事呢?

恒星的演化

在宇宙當中,恒星被認為是宇宙中的燭光,它能夠發出星光。我們看到天空的星光幾乎都來自于恒星,只有極少數是太陽系內的天體。恒星和行星,彗星等天體的最大區別就在于:質量大。

在太陽系中,太陽的質量達到了整個太陽系總質量的99.86%,是絕對的霸主。

要成為一顆恒星實際上是有門檻的,它要求質量至少是太陽質量的8%,在太陽系中,除了太陽之外,最大的木星,它距離這個門檻還有相當大的距離。那為什么恒星“質量大”就可以發光呢?

我們以太陽為例,太陽由于自身質量很大,導致引力會擠壓自身,使得太陽內核的溫度急劇上升,達到1500萬度。太陽內部的物質被電離呈現等離子態,也就是原子核外的電子獲取足夠多的能量,最終擺脫了原子核的束縛。這個時候,太陽內部就是原子核,電子,光子混合在一起的狀態。

在這種狀態下,原子核就有可能和原子核發生合并,最終發生熱核聚變,并向外釋放能量。但是,我們要知道,原子核是正電的,因此,原子核之間存在著靜電斥力。科學家估算,要使得太陽中的氫原子核發生熱核聚變至少需要60億度。可是,太陽內部的溫度遠遠達不到這個溫度。

不過,根據海森堡提出的不確定性原理。我們可以得到一個結論:在微觀世界之中會有一定的概率發生量子隧穿效應,也就是說,即便是需要輸入能量才能實現的反應,在微觀世界中也有一定的概率會發生,只不過發生的概率極其低。但是由于太陽足夠大,即便是很低的反應概率也可以發生。只不過由于概率極其低,因此太陽內核的核聚變不會發生得很劇烈,而是溫和地燃燒著。

太陽如今內部發生的反應是氫的熱核聚變,有兩個主路徑,主要的路徑是質子-質子反應鏈。說白了就是4個氫原子核通過反應生成氦原子核的過程。

太陽可以維持燃燒這個狀態長達100億年的時間,當氫原子核燒完之后。太陽內核會在引力的作用下急速收縮,此時,內核會觸發氦原子核的核聚變反應,生成碳和氧。

在內核在收縮的同時,太陽的外殼會膨脹開來成為一顆紅巨星,這時候的半徑會擴大到原來的200倍。按照科學家的估算,此時,水星和金星都會在太陽的內部,而地球恰好就在太陽的大氣附近。至于地球會不會最終被吞沒,科學家目前還沒有辦法確定。前段時間就有個研究認為,地球有可能會被太陽的潮汐力撕碎,最終被吞噬掉。

由于氦原子核的核聚變反應并不穩定,在末期會發生氦閃,在這次氦閃的過程中,地球會不會幸存下來也很難說。

隨后,太陽逐漸走到生命的盡頭,內核成為一顆白矮星,并逐漸涼透,而外殼則會成為行星狀星云。

地球的其他結局

如果在太陽走向滅亡時,地球還活了下來,那地球很有可能會成為一顆流浪的行星。等待地球的結局可能會是被其他天體吃掉或者順走,成為其他天體的伴星。

當然,還有極其低的概率會是地球一直存活下來,熬到宇宙的末日。目前關于宇宙末日有5個推測,可以分成兩個類型分別是熱死亡和冷死亡。

如果是熱死亡,就是宇宙在引力作用下收縮。那么,地球的結局就會是被擠扁和壓縮;

如果是冷死亡,那就是宇宙一直膨脹下去。那么,地球的結局就會是被撕碎,甚至連構成地球的原子也會被撕碎,不再能夠構成原子結構。

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