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如果太陽(yáng)熄滅一個(gè)星期,會(huì)發(fā)生什么?

既然提到了太陽(yáng),我想分三部分聊聊:太陽(yáng)本身的情況;太陽(yáng)對(duì)于地球來(lái)說的意義;太陽(yáng)熄滅一個(gè)星期的景象。

太陽(yáng)是太陽(yáng)系中唯一的恒星(恒星是由非固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的第四態(tài)等離子體(我們知道物質(zhì)由分子構(gòu)成,分子由原子構(gòu)成,原子由帶正電的原子核和圍繞它的、帶負(fù)電的電子構(gòu)成。當(dāng)被加熱到足夠高的溫度或其他原因,外層電子擺脫原子核的束縛成為自由電子,物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成的、一團(tuán)均勻的"漿糊"。這些離子漿中正負(fù)電荷總量相等,因此它是近似電中性的,所以就叫等離子體)組成的,是能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體),是太陽(yáng)系的中心天體,集中了太陽(yáng)系質(zhì)量的約99.86%。太陽(yáng)系中的行星、彗星以及星際塵埃等圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),而太陽(yáng)圍繞著宇宙中心公轉(zhuǎn)。太陽(yáng)的直徑大約是1392000公里,相當(dāng)于地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬(wàn)倍;其質(zhì)量大約是2×103?千克,是地球質(zhì)量的330000倍。

組成太陽(yáng)的物質(zhì)大多是氣體,其中氫約占73%、 氦約占25%, 其它元素占2%,它采用核聚變(諸如氘和氚等輕原子核結(jié)合成諸如氦等較重原子核時(shí)放出巨大能量,)的形式向太空中輻射光和熱。太陽(yáng)從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)和太陽(yáng)大氣。太陽(yáng)的核心區(qū)域半徑約是太陽(yáng)半徑的四分之一,溫度極高,據(jù)推測(cè),或許達(dá)到1500萬(wàn)攝氏度,壓力也極大,使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生。輻射區(qū)范圍是從熱核中心區(qū)頂部的0.25個(gè)太陽(yáng)半徑向外到0.71個(gè)太陽(yáng)半徑,這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。對(duì)流區(qū)范圍是從0.71個(gè)太陽(yáng)半徑向外到達(dá)太陽(yáng)大氣層的底部。這一層氣體性質(zhì)變化很大,很不穩(wěn)定,形成明顯的上下對(duì)流運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)大氣從內(nèi)向外依次是光球?qū)樱ㄎ覀兤匠K吹降奶?yáng)圓面,通常所說的太陽(yáng)半徑也是指光球的半徑,光球?qū)雍穸燃s500千米)、色球?qū)樱ňo貼光球以上的一層大氣,一般只有日全食時(shí)才能被看到,厚度約8000千米)和日冕層(溫度反比色球?qū)痈?,可達(dá)上百萬(wàn)攝氏度)。

太陽(yáng)看似平靜,實(shí)則無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行著劇烈的運(yùn)動(dòng),核心在進(jìn)行著熱核反應(yīng),而太陽(yáng)表面和太陽(yáng)大氣中主要進(jìn)行太陽(yáng)黑子、耀斑和日冕物質(zhì)噴發(fā)等活動(dòng)。太陽(yáng)黑子是在光球上可以看到的很多黑色斑點(diǎn),但是出現(xiàn)的數(shù)量是變化的,從最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份,大約相隔11年,這就是太陽(yáng)的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽(yáng)黑子最多的年份稱之為“太陽(yáng)活動(dòng)峰年”,把太陽(yáng)黑子最少的年份稱之為“太陽(yáng)活動(dòng)谷年”。太陽(yáng)耀斑是一種劇烈的太陽(yáng)活動(dòng)。一般認(rèn)為發(fā)生在色球?qū)又?,所以也叫“色球爆發(fā)”。雖然看起來(lái)只是一個(gè)亮點(diǎn),但這一增亮釋放的能量相當(dāng)于10萬(wàn)至100萬(wàn)次強(qiáng)火山爆發(fā)的總能量,或相當(dāng)于上百億枚百噸級(jí)氫彈爆炸的能量。太陽(yáng)耀斑發(fā)射的高能帶電粒子流與地球大氣層作用產(chǎn)生五彩斑斕的極光。而日冕物質(zhì)噴發(fā)在日全食時(shí)能觀測(cè)到,太陽(yáng)的周圍鑲著一個(gè)紅色的環(huán)圈,上面跳動(dòng)著鮮紅的火舌狀物體。

太陽(yáng)對(duì)于地球來(lái)說就是造物主,正因?yàn)樘?yáng)的存在,才使得地球變成了生物居住的適宜場(chǎng)所,也是目前為止,我們所知的唯一的可棲身之所。太陽(yáng)表面溫度約5700攝氏度,地球距離太陽(yáng)約1.5億公里,光速300000千米/秒,不難計(jì)算出太陽(yáng)光線到達(dá)地球需要約500秒的時(shí)間,而地球只承接了太陽(yáng)輻射出能量的五億分之一。

第一,太陽(yáng)輻射是地球上大氣運(yùn)動(dòng)和水循環(huán)的只要能源,這是因?yàn)榇髿膺\(yùn)動(dòng)分為垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)兩種基本形式。垂直運(yùn)動(dòng)是由于受熱和冷卻導(dǎo)致空氣膨脹和收縮造成的;水平運(yùn)動(dòng)是由于空氣垂直運(yùn)動(dòng)造成同一水平面的氣壓差異。因此從根本上來(lái)說,是由于太陽(yáng)輻射分布不均造成垂直運(yùn)動(dòng),進(jìn)而造成水平運(yùn)動(dòng)。而水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)有蒸發(fā),水汽輸送,降水和徑流。在這過程中,蒸發(fā)和水汽輸送都需要依靠太陽(yáng)輻射提供能量。

第二,太陽(yáng)輻射維持地表溫度。對(duì)于同一地區(qū)來(lái)說,白天的光和熱提升了地表溫度,同時(shí)由于大氣層的削弱作用,使得溫度不會(huì)過高;晚上大氣層又會(huì)阻礙熱量的散失,因而溫度雖有所下降,并不會(huì)過低。這為生命的誕生和存在創(chuàng)造了條件。

第三,我們今天使用的煤、石油、天然氣等化石燃料是地質(zhì)歷史時(shí)期生物固定以后積累下來(lái)的太陽(yáng)能。同時(shí),我們利用的其他能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等也與太陽(yáng)有關(guān)。

第四,太陽(yáng)的存在讓地球上的植物得以進(jìn)行光合作用,從而產(chǎn)生氧氣,改善空氣狀況,適宜靠氧氣呼吸的生物的延續(xù)。

第五,上面說到,太陽(yáng)主要含有氫、氦等元素,這是某些元素如碳、硅等形成的基礎(chǔ),而太陽(yáng)輻射會(huì)向空間中拋射大量氫元素和氦元素。

第五,太陽(yáng)的引力使得地球得以在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)行,同時(shí),適宜的地日距離使得地球上的水能夠以液態(tài)的形式存在。

第六,地球的自轉(zhuǎn)軸與地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)面(黃道面)之間有一個(gè)夾角(66°34′),當(dāng)?shù)厍蚶@著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí),太陽(yáng)直射到地球上的位置在南北回歸線之間變化,這就會(huì)使得同一時(shí)刻,南北半球光照不均勻,引起溫度的差異,從而會(huì)有一年四季的交替變化。具體情況是這樣的,當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到3月21日左右的位置時(shí),陽(yáng)光直射在赤道上,這時(shí)北半球的陽(yáng)光是斜射的,正是春季,南半球此時(shí)正是秋季。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到6月22日左右的位置時(shí),陽(yáng)光直射在北回歸線上,北半球便進(jìn)入了夏季,而南半球正是冬季。9月23日左右時(shí),陽(yáng)光又直射到赤道上,北半球進(jìn)入秋季,南半球轉(zhuǎn)為春季。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到12月22日左右的位置時(shí),陽(yáng)光直射到南回歸線上,北半球進(jìn)入冬季,而南半球則進(jìn)入夏季。同時(shí),由于太陽(yáng)直射區(qū)域的限制,地球上形成了不同的溫度帶,造就了不同的氣候和地貌。

太陽(yáng)對(duì)于地球來(lái)說,還有很多重要的意義,歡迎補(bǔ)充。

下面來(lái)談?wù)勌?yáng)熄滅的問題。

太陽(yáng)已經(jīng)存在了約46億年,如今正值壯年,運(yùn)行規(guī)律而穩(wěn)定,但或許它的生命將會(huì)終結(jié)于50億年之后。而地球雖然只接收到太陽(yáng)輻射能量的五億分之一,但足以點(diǎn)亮2.9億億顆100瓦的燈泡持續(xù)發(fā)光一個(gè)小時(shí)。太陽(yáng)熄滅不是一個(gè)瞬時(shí)的結(jié)果,而是一個(gè)過程。當(dāng)核心區(qū)的氫結(jié)合成氦的熱核反應(yīng)停止,這時(shí)能夠與萬(wàn)有引力相抗衡的放射壓也會(huì)停止生成,向內(nèi)收縮的力就大于向外擴(kuò)張的力,但是氫殼的聚變卻在高速進(jìn)行,多余的能量擴(kuò)大太陽(yáng)的外層,從而變成紅巨星(恒星表面溫度越低,顏色越紅)。在紅巨星形成的初始階段,體積將會(huì)膨脹到原始太陽(yáng)的二十至三十倍,光照強(qiáng)度將是現(xiàn)在的100倍。隨著體積的進(jìn)一步膨脹,將會(huì)先后吞沒水星和金星,也將有可能吞沒地球。但是在我們有生之年觀察不到最終的結(jié)果,所以只能猜測(cè)。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)帶走太陽(yáng)質(zhì)量的30%時(shí),太陽(yáng)對(duì)地球的引力將會(huì)減弱,這足以使地球向外移動(dòng),或許能逃避被吞沒的危險(xiǎn)。但同時(shí),也會(huì)與地球之間產(chǎn)生潮汐作用力。由于地球離太陽(yáng)表面過近,會(huì)使太陽(yáng)掀起一波波氣浪,而氣浪和地球之間的引力相互作用會(huì)減慢地球的公轉(zhuǎn)速度,從而使地球逐漸向軌道內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn),所以結(jié)果還未可知。

退一步說,由于某種未知原因,太陽(yáng)突然熄滅,前面說過,最后一抹陽(yáng)光傳到地球需要約8分鐘的時(shí)間,也就是說太陽(yáng)熄滅的瞬間之后,我們還能享受到的正常時(shí)間是8分鐘,之后,地球上的所有地方將會(huì)陷入黑暗,月球也將不再反射太陽(yáng)光,淪陷于黑暗之中。但是,因?yàn)檫€會(huì)有銀河系中的其他恒星的光到達(dá)地球以及我們有完善的電力系統(tǒng),這樣地球?qū)?huì)陷入人工照明之中,但是這些電力將只能依靠核能和火力發(fā)電,我們可以利用電能為自己取暖,卻不能為地球保溫。由于大氣層的存在,會(huì)讓地球的熱量散失緩慢,但是無(wú)法阻止,因?yàn)樵僖矝]有白晝的光照補(bǔ)充,地球?qū)?huì)降溫,但是一個(gè)星期的時(shí)間能降到什么程度還不知道,至少接近零度吧。同時(shí),植物的光合作用不再進(jìn)行,只進(jìn)行呼吸作用,加上其他生物的活動(dòng),大氣中的二氧化碳含量猛增,或許一周的時(shí)間足以使大氣中氧氣含量驟減,因?yàn)榈厍蛑巍獰釒в炅忠渤闪死圪?。至于人類能否存活一周,我還無(wú)法做出判斷,歡迎各位的補(bǔ)充和提出高見。

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