《流浪地球2》是《流浪地球》的前傳,講述了地球開啟流浪之前,發(fā)生的驚心動魄的故事。
電影《流浪地球2》是《流浪地球》的前傳,講述了地球開啟流浪之前,發(fā)生的驚心動魄的故事。其中的一個關(guān)鍵就是人類如何認(rèn)識太陽發(fā)生氦閃。那么迫使地球流浪的元兇——太陽,究竟是如何構(gòu)成的呢?太陽是宇宙中很普通的恒星,它不但要自轉(zhuǎn)還得圍繞著銀河系公轉(zhuǎn),它的直徑大約有139萬公里,相當(dāng)于地球直徑的109倍。太陽由內(nèi)至外主要由日核、輻射層和對流層構(gòu)成。日核占太陽半徑的1/4,質(zhì)量的一半,溫度達1500萬℃,隨時都在進行著氫核聚變成氦核的核聚變反應(yīng)。輻射層從日核到0.71個地球半徑的區(qū)域,形成可見光傳向太陽表面。對流層的厚度約15萬千米,輻射層傳來的能量,在這里以對流的形式傳出去。
太陽和太陽的演變
接下來我們來了解一下太陽的核聚變反應(yīng)。核聚變反應(yīng)是人類目前能夠操縱的核聚變反應(yīng),是由氫的同位素氘和氚原子核結(jié)合成較重的氦原子核,并放出巨大能量,核聚變前后質(zhì)子和中子數(shù)量都保持不變。而太陽的氫核聚變反應(yīng)雖然與此類似但又復(fù)雜很多,通常太陽內(nèi)部聚集了極大的壓力和溫度,使得氫原子外的電子云結(jié)構(gòu)坍塌,兩個氫原子核克服斥力聚合在一起形成氘核,這是太陽內(nèi)部聚變反應(yīng)的第一步,同時發(fā)生了質(zhì)量虧損,釋放出熱量,緊接著氘核和氫核又被擠壓到一起,發(fā)生聚變,反應(yīng)生成氦3,繼續(xù)放熱,最后兩個氦3聚變形成氦4并且放出2個中子,太陽的核聚變反應(yīng)釋放出大量的能量。
太陽也像我們生物一樣有著生老病死的過程,那么太陽的一生是什么樣的的呢?太陽是一顆黃矮星,也是有生命周期的,黃矮星的壽命大致為100億年。下面我們就來看一下太陽演變過程。大約在50億年前銀河系里的一顆恒星發(fā)生爆炸,形成了太陽星云。在引力的作用下,太陽星云不斷收縮,體積越縮越小,密度也越來越大,中心溫度也越來越高,當(dāng)中心溫度達到10000℃時,形成了原始恒星。當(dāng)原始恒星的溫度繼續(xù)升高達到1000萬℃時,觸發(fā)了氫核聚變反應(yīng),太陽就此誕生了,誕生距今大約46億年了,目前我們看到的太陽已經(jīng)進入恒星的主序星階段,也就是正值太陽壯年時期。
《流浪地球》中所說的氦閃,就是距今再過大約54億年后,太陽的生命周期接近尾聲,氫燃燒殆盡,將會發(fā)生的現(xiàn)象。氦閃是在中等質(zhì)量恒星的核心,或是白矮星表面堆積的氦突然開始的核聚變,核心溫度變得越來越高,太陽就逐漸變成一顆巨大但暗淡的紅巨星,太陽的外層將向太陽系膨脹,將遠遠大于現(xiàn)在的太陽,太陽系內(nèi)側(cè)行星將會被吞噬,直到最后太陽驟然停止燃燒,變成白矮星。這就是《流浪地球》原著中寫的:“太陽內(nèi)部氫轉(zhuǎn)化為氦的速度突然加快,太陽的演化已向主星序外偏移,氦元素的聚變將在很短的時間內(nèi)傳遍整個太陽內(nèi)部,由此產(chǎn)生一次叫氦閃的劇烈爆炸”。
再過54億年,發(fā)生氦閃一個結(jié)果就是太陽將會變成紅巨星,而到那個時候地球一定會被變成紅巨星的太陽吞噬嗎?在這里我鼓勵各位朋友都能嘗試著進行推演,一切能自圓其說的結(jié)果都是可能發(fā)生的,比如說:如果地球與太陽中心的相對距離保持不變,那太陽外部向外膨脹時必將吞噬地球,甚至都不用紅巨星的邊緣接觸地球,高溫早就將地球汽化了。但是如果54億年后地球與太陽的距離已經(jīng)足夠遠了,紅巨星的高溫不會或者較小的影響到地球也是可能的。根據(jù)觀測,由于太陽的高溫燃燒,存在著自太陽向外的“太陽風(fēng)”,目前的太陽風(fēng)每年會將地球推離太陽1.6厘米,那么隨著太陽燃燒的加劇太陽風(fēng)也會隨之加劇,加之漫長的幾十億年的時間,也許到時地球不會被紅巨星吞噬。但最終失去太陽的地球也很難再維持生命的延續(xù)。幾十億年后的事,一切皆有可能。
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