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标题: 太阳晚年究竟有多可怕？11亿年后灭尽人类，72亿年后蒸发掉地球！ [打印本页]

作者: 云上共诚 时间: 2023-10-14 15:45
标题: 太阳晚年究竟有多可怕？11亿年后灭尽人类，72亿年后蒸发掉地球！
#头条创作挑战赛#
地球最大概的了局：被太阳蒸发，最终化作宇宙尘埃。

实在，11亿年后，太阳光度就会增加10%，全球生物都会迎来世界末日。
均匀温度达到20℃，赤道和两极动植物受到显着影响。
太阳常数为1367W/m2，约莫有34%的热量被大气和地球反射/散射。太阳光度增加10%之后，地球继承的直射热辐射约1000W/m2。根据辐射定律j*=εσΤ4，可盘算出，地球均匀温度会增加6℃。
在此之后，随着水分的大量蒸发，造成严重的温室效应，地球一边升温，一边大量流失水分。随着气压的上升，15亿年后，大气温度会超过100℃，整个地球会变成一个超高压大蒸笼，全球生物渐渐走向灭尽。

35亿年后，太阳光度增加40%。
颠末20多亿年的时间，随着地球水分的全面流失，地球均匀温度反而大概有所降落。但仍旧比40℃（从如今的大气布局推算）的理论温度高很多。这是因为在高温下，碳酸盐会分表明放出大量的二氧化碳。
比方，金星轨道仅仅比地球近了30%，但有地球92倍压强的大气，以及96.5%的二氧化碳，所以它的温度高达462 °C。

假如地球上的水蒸发得充足的快，地球大概会先履历一个类似火星的阶段
随着水蒸气消失，地球大气中的二氧化碳已经成为主要成分。温度会比金星低一些，约莫300℃上下。
65亿年后，太阳光度增加120%。
颠末数十亿年的高温，碳酸盐中的二氧化碳得到大量的释放。
此时地球接收到的热辐射，比现今的金星稍高一些。
地球变成一颗超等金星，大气浓度超过现今的220倍以上，均温也超过500℃。

紧接着，太阳主序星时代竣事，进入红巨星模式。
72亿年后（红巨星7亿年），太阳光度恒定增加到130%。
这个阶段，太阳的变化比较恒定，相对来说，对地球的影响并不算大。
但紧接着太阳开始发作，随着太阳内核燃烧的速率加速。

太阳光度达到现今的17倍（增加1600%）。
由于温度过高，再加上猛烈的太阳风，大概会在数亿年的时间中，吹散地球大气。
没有大气层的地球，地球变成了一颗超等水星。

阳面的温度高达500℃以上，而阴面温度低于-100℃。
此时夜晚的地表，也和水星、月球夜晚冷寂的表面，没有什么两样：

紧接着太阳内核的光度达到现今的34倍，但随着太阳的急遽膨胀，表面光度反而有所降落。
颠末数亿年的时间，太阳达到红巨星的巅峰状态，光度升高到现今的2349倍。
被太阳直射的地表已经达到2470℃，地表渐渐融化，彻底化作熔岩星球。

而此时，太阳半径也膨胀了170倍，吞没了水星，也有肯定大概性吞没金星，到达地球轨道附近。
颠末1亿年的时间，太阳进入红巨星的渐近支（AGB）阶段。半径膨胀213倍，达到日地间隔的99%。此时太阳质量已经损失了30%，由于轨道和太阳质量平方反比，所以日地轨道会增加约20%。

所以，地球大概并不会被吞没，但根据预估数据的不同[1]，以及太阳膨胀之后自转变慢，潮汐效应令地球公转角速率降低，轨道反而会收缩。所以，地球也大概刚好被吞没。
但不被吞没的概率，会大一些。
然而，以上环境，并不是地球遭遇的最极度环境。
到达红巨星巅峰状态后，太阳内核温度达到1亿K，发生氦闪。在充足短的时间内，释放出了已往数百万年的总聚变能量，达到5×10^41 J[2]，约为超星新发作的0.3%。地球吸收的氦闪能量，就高达10^32 J，相称于地球的引力结合能。

极短的时间内，太阳内核的光度增加10^10倍。
但由于简并度的提拔，以及太阳的膨胀，大量的能量不会刹时释放出来，太阳表面的光度会低两个数目级。
但哪怕云云，也是现今光度的1亿倍，即便思量地球轨道的增加，也可导致地球表面的温度高达3.5万℃。
这个温度，足以把地球表面的物质摧毁成等离子状态。

在接下来的1万年的时间内，太阳光度在今天100万倍附近震荡[3]。
固然太阳最终质量降落到现今的50%左右，地球轨道半径增加40%，但这个光度，带给地球的温度，同样高达1万℃。
上万℃，1万年的照射，足以彻底地蒸发整个地球。
通过地球质量已经构成的元素来预估，蒸发地球的能量不超过10^33 J。但是，1万年的高达100万倍现今太阳的光度，对地球产生的热量却高达10^35 J。而在后续，太阳还会发生多次壳层氦闪，每次持续数百万年。
氦闪时，飞散而出的恒星物质和能量，也会对地球造成致命的打击。

蒸发掉的地球去了哪里？它化作了围绕太阳的星际物质。
氦闪彻底竣事之后，太阳化作一颗内部具有炽热（12000K）白矮星的行星状星云。
而地球，会是行星状星云的一部门。
星云宽达1光年，犹如一颗巨大的天眼，回望着那充满生气的已往：

或许，在接下来的数十亿年，在宇宙尘埃中，大概会诞生一颗新的太阳。
而原本构成地球的那些星际物质，也大概再次形成新的行星。
它或许也会诞生新的生命，开启下一个轮回。

参考

^Schrder, K. -P, Smith R C . Distant future of the Sun and Earth revisited[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386.
^Edwards A C . The Hydrodynamics of the Helium Flash[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 1969(4):4.
^ Sackmann I J , Boothroyd, A. ~ I , et al. Our Sun. III. Present and Future[J]. Astrophysical Journal, 1993, 418(1):457-468.

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