从古至今,人类一直都在不断研究和探索世界的奥秘,古时候由于人类的科技不够发达,所以古人一直都认为地球就是唯一的世界,太阳和月球都在围绕地球转动,不过随着人类科技的进步,人类对太阳系有了逐渐的了解,在1543年的时候,哥白尼在《天体运行论》中提出日心说,以数学模型重构天体秩序,伽利略在1609年的时候,通过天文望远镜观测到木星卫星环绕运动和金星相对变化,这些实证数据给人类打开了太阳系的全新认知,1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中确立了万有引力定律,不仅仅解释了行星运动规律,更揭示了宇宙运行同一法则。
后来到了1781年的时候,赫歇尔发现了天王星,打破了传统太阳系结构的认知,1846年的时候,勒维耶通过数学推演"笔尖捕获"海王星,成为科学史上的传奇事件。1930年冥王星的发现曾被视为第九行星,直至2006年国际天文学联合会重新定义为矮行星,这一修正体现了科学体系的自我演进机制。从石器时代用日晷记录天象,到量子卫星解译宇宙密码,人类对太阳系的探索历程,既是科学技术的演进史,也是文明认知边界的拓展史诗。每一次观测数据的更新,都在重塑我们对于宇宙与自身的理解。通过这么多年来,人类对太阳系的探索,我们对太阳的变化有了一定的认知,在太阳系中,八大行星都在围绕太阳转动。
太阳作为太阳系的核心,起到了至关重要的作用,太阳的引力是维持太阳系天体有序运动的根本力量,比如说地球围绕太阳轨道周围大约是365天,轨道半长轴为1.496亿公里,这一精确轨道由太阳引力和地球自转共同决定,如果太阳的质量发生变化,所有行星轨道将会同步调整。若太阳的质量突然减少百分之10,那么地球的轨道半径将会向外偏移,可能导致地球表面温度降低,破坏地球的生态环境。太阳引力与行星引力共同作用,塑造了小行星带和彗星轨道的复杂形态。例如,位于火星与木星之间的小行星带,其内部分布受太阳引力与木星(质量最大的行星)的共振效应影响,形成了稳定的轨道群。而奥尔特云中的长周期彗星(如哈雷彗星),其轨道受太阳引力与星际物质共同作用,周期可达数千年。
按照正常计算来看,太阳的寿命大约是100亿年,到现在它已经燃烧了50亿年的时间,相当于它的寿命还剩下50亿年,到时候太阳就会变成一颗红巨星,根据科学家的计算得出,太阳核心的氢元素正在以每秒600万吨的速度消耗,预计50亿年之后将会彻底枯萎,当氢耗尽以后,核心失去辐射压支撑,在自身引力的作用下,开始急剧坍缩,密度会上升到每立方厘米160克,温度能够突破1亿开尔文,核心坍缩会引发连锁反应,首先:外层氢壳层“点燃”:核心高温点燃外层氢元素,形成巨大的“氢燃烧壳层”,释放的能量如同给太阳注入“膨胀剂”。体积暴涨8000万倍:太阳半径将膨胀至260倍(约1.5亿公里),轻松吞没水星、金星轨道,甚至触及地球当前位置。
颜色变红,亮度暴涨:虽然表面温度降至4000K(变为橙红色),但体积膨胀使其总光度激增2000倍,成为夜空中最亮的“红色火球”。太阳变成红巨星之后,地球轨道会被潮汐锁定,最终被吸入红巨星的外层,在几分钟内被完全吞噬。看到这里,可能有很多人会说:50亿年对于人类来说太过于遥远了,所以根本没有必要担心,但是太阳留给人类的时间并没有50亿年,要知道太阳每时每刻都在发生核聚变反应,太阳的核心温度非常高,达到了1500万摄氏度,压力相当于100万个地球大气压,在这样的极端环境下,氢原子被“挤压成氦原子”,并且释放出巨大的能量,大约每秒钟燃烧6亿吨氢。
这个过程被称为是质子-质子链反应,太阳的内部变化会间接对地球产生影响,比如说太阳风暴:太阳的耀斑能够在短时间内释放出巨大能量的爆炸,日冕物质抛射会向太空喷射大量带电粒子,当这些高能粒子抵达地球时,可能引发地磁暴,曾经在1989年的时候,太阳爆发的一次强烈CME导致地球磁场剧烈扰动,电流涌入加拿大魁北克的电网,触发变压器故障,造成600万人在寒冬中停电9小时。不过这些对于地球来说,并不是最严重的,最严重的是太阳亮度的增加,随着太阳内部核聚变反应的持续进行,其亮度将逐渐增加,预计每1亿年增加大约百分之1,这一变化对于地球来说会产生非常大的影响。
首先太阳亮度的提升会导致地球接收到的辐射能量增加,引发全球气温上升,最初可能是温室效应加剧,导致极地冰川融化、海平面上升,现在南极和北极的冰川已经开始融化,如果全部融化以后,海平面将会上升70米左右,这将导致全球90%以上的沿海城市被淹没,如纽约、伦敦、东京、上海等,像荷兰、孟加拉国等低地国家将面临“灭顶之灾”。目前全球大约10亿人生活在距离海岸线100公里以内的区域,海平面上升会导致这些人无家可归,而且大量的淡水注入海洋,会使得海洋的盐度降低,打乱全球洋流系统,而且海平面上升会让沿海地区的湿地、珊瑚礁、红树林等生态系统遭受到重创,大量的物种失去家园走向灭绝。
而且在南极和北极的冰川下面,隐藏着大量的远古病毒,随着冰川的融化,这些远古病毒可能会重见天日,比如说在2016年的时候,西伯利亚永冻土融化释放出炭疽杆菌,导致当地2000多只驯鹿死亡,还有人感染生病。而且这仅仅是刚开始,随着太阳温度的逐渐上升,温度敏感的生物会率先灭绝,食物链断裂导致生态系统崩溃,农业和渔业将因极端气候和资源短缺而崩溃,人类生存面临严峻的挑战。金星就是一个很好的例子,科学家推测,大约在30亿年前,金星和地球环境相似,拥有海洋和适宜的温度,但是随着太阳变亮,金星海洋蒸发,失控的温室效应使其表面的温度高达460摄氏度,成为了一颗地狱般的星球。
当太阳的辐射增强后会导致金星表面温度缓慢上升,液态水开始蒸发,水蒸气进入大气层,水蒸气本身就是强效应温室气体,会进一步加剧升温,形成正反循环,由于金星缺乏地球式的板块运动,无法通过火山活动将二氧化碳固化到岩石中,导致大气中二氧化碳浓度从0.03%飙升至96%,形成“超级温室”。随着海洋全球蒸发,水蒸气会被紫外线分解成氢和氧,氢逃逸到太空中,氧和岩石反应消耗殆尽,金星的案例就是一个残酷的事实,太阳亮度的增加会导致宜居地带完全消失,这并不是突然的灾难,而是渐进式的气候失控,如果地球重蹈金星的覆辙,那么人类仅仅只有几百万年或者是几千万年的技术突破。
在短时间内,人类需要加速推动太阳能、风能、氢能等可再生能源的占比,慢慢淘汰煤炭能源,这样能够减少二氧化碳的排放,而且还需要在全球范围内植树造林,利用植物来吸收二氧化碳,恢复湿地和海洋之间的联系,并且建立全球预警系统,提前疏散高温、海平面上升风险区的人口。不过这些也只是短时间内人类能够改变的,如果从长远角度来看,星际移民才是人类最好的选择,现在科学家已经将目光放在了太阳系外的星球上,而且科学家也已经发现了很多类似地球的行星,比如说:
格利泽 581g:位于恒星格利泽 581的宜居带,质量约为地球的3-4倍,表面可能有液态水和大气层。公转周期为37天,存在昼夜温差较大的区域,但“灰色地带”可能适宜生命存在。
开普勒-186f:位于恒星宜居带边缘,接收恒星能量仅为地球的32%,但半径1.1倍地球,公转周期130天。其岩石构成和可能存在的水冰使其成为“最像地球的系外行星”。
比邻星b:质量1.3倍地球,公转周期11天,理论上存在液态水。但比邻星频繁爆发的耀斑(能量达太阳耀斑的10倍)可能摧毁其大气层,甚至直接蒸发地表水。
格利泽667Cc:位于红矮星Gliese 667C的宜居带中心,公转周期28天,接收恒星能量与地球相近。质量至少4.5倍地球,可能形成高压环境,且恒星耀斑频率仍存疑。2023年JWST观测显示其大气层存在甲烷,但水蒸气信号未明确。
目前这些行星看上去都和地球比较相似,但是这些星球上面是不是真的能够适合人类移民?目前还是一个未知数,而且这些星球上面是不是已经诞生了生命?这些都需要科学家进一步的研究和探索,目前人类的飞行速度太慢了,连太阳系都没有办法飞出去,更别说前往这些星球了,所以人类必须想其它办法才行,目前科学家正在积极的研究提升飞船速度的办法,比如说曲速引擎技术,曲速引擎技术(Warp Drive)是一种假想的超光速飞行技术,基于爱因斯坦广义相对论的时空扭曲理论,通过改变飞船周围空间的几何结构实现星际旅行。
利用能量(如反物质或特异物质)在飞船周围生成“曲速泡”,通过压缩飞船前方的空间、拉伸后方的空间,使飞船在扭曲的时空中相对静止,而外部时空流动推动其前进。这类似于在自动扶梯上行走,虽自身速度有限,但扶梯移动使其相对地面高速移动。1994年墨西哥物理学家米格尔·阿库别瑞提出阿库别瑞度规,在数学上证明通过扭曲时空实现超光速的可能性,避免违反相对论的光速限制。虽然现在这项技术还处于理论当中,但是人类一直都在努力研究,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类在不久的将来一定能够实现这项技术,到时候我们就能够移民到其他星球,希望这一天能够早日到来,对此,大家有什么想说的吗?