20、太陽還能使地球上的生命維持多久?
你知道嗎--現代科學中的100個問題 作者：艾薩克·阿西莫夫 投票推薦 加入書簽 留言反饋
據我們所知，隻要太陽保持著目前的能量輻射狀態，就能使地球上的生命存在下去。我們可以確定出這個狀態能持續多久的上下限。
太陽的輻射是在氫聚變成氦的過程中產生的。太陽要產生這麽強烈的輻射，聚變物質的數量一定也該是很大的。實際上也是如此。在每一秒鍾裏，就有630，000，000噸氫聚變成625，400，000噸氦；其餘的4，600，000噸則轉化為輻射能，永遠不再屬於太陽了。這些能量中有一小部分射到地球，就足以維持我們這個星球上的生命了。
從太陽每秒鍾消耗的氫的數量來看，它似乎不會維持很久。但是，這是由於沒有考慮到太陽的巨大質量的緣故。太陽的質量為2，200，000，000，000，000，000，000，000，000噸（即二千二百億億億噸）。這個質量當中大約有百分之五十三是氫。這就是說，太陽目前約含有1，160，000，000，000，000，000，000，000，000噸氫。
如果你想知道的話，不妨告訴你：太陽質量的其餘部分幾乎全都是氦。比氦更複雜的原子，占太陽質量的百分之零點一弱。氦比氫更致密些。在相同的條件下，氦原子的質量是同量氫原子的質量的四倍。如果換算成體積——所占據的空間，太陽大約有百分之八十是氫。
如果假設太陽最初全部由氫組成，而且它一直以每秒鍾六億三千萬噸的速率把氫轉變成氦，並將保持這種速率的話，那麽，我們就可以計算出：太陽已經輻射了大約四百億年，並將繼續輻射六百億年。
實際上，事情並不如此簡單。太陽是一顆“第二代的恒星”，它是由在好幾十億年前就已燃燒光、並已爆炸掉的恒星所留下的塵埃和氣體所組成的。因此，在一開始時，太陽的組分中就含有大量的氦，幾乎跟現在一樣多。這就是說，用天文學的尺度來衡量，太陽隻輻射了一段很短的時間，它的氫儲量減少得不多。太陽可能還不到六十億歲。
此外，太陽也不會一直保持目前這種輻射速率。氫和氦在太陽裏並不是均勻地混合著的，氦集中在太陽的核心部分，而聚變反應則發生在這個核心的表層。
隨著太陽不斷輻射，氦所構成的核心會越來越大，在它的中心，溫度也會越來越高，最後，這個溫度會高到足以使氦原子變成其他複雜原子的地步。到那個時候，太陽將放出比目前更強的輻射來。不過，隨著氦聚變的開始，太陽就會開始膨脹，並逐漸變成一顆紅巨星。那時地球上將熱得無法忍受，海洋就會煮幹。據我們所知，這顆行星就不複是生命的適宜住所了。
據天文學家估計，太陽將在從現在算起的八十億年後進入這一新階段。不過，八十億年也還是一個相當長的時間，因此眼下還沒有必要驚慌。
太陽的輻射是在氫聚變成氦的過程中產生的。太陽要產生這麽強烈的輻射，聚變物質的數量一定也該是很大的。實際上也是如此。在每一秒鍾裏，就有630，000，000噸氫聚變成625，400，000噸氦；其餘的4，600，000噸則轉化為輻射能，永遠不再屬於太陽了。這些能量中有一小部分射到地球，就足以維持我們這個星球上的生命了。
從太陽每秒鍾消耗的氫的數量來看，它似乎不會維持很久。但是，這是由於沒有考慮到太陽的巨大質量的緣故。太陽的質量為2，200，000，000，000，000，000，000，000，000噸（即二千二百億億億噸）。這個質量當中大約有百分之五十三是氫。這就是說，太陽目前約含有1，160，000，000，000，000，000，000，000，000噸氫。
如果你想知道的話，不妨告訴你：太陽質量的其餘部分幾乎全都是氦。比氦更複雜的原子，占太陽質量的百分之零點一弱。氦比氫更致密些。在相同的條件下，氦原子的質量是同量氫原子的質量的四倍。如果換算成體積——所占據的空間，太陽大約有百分之八十是氫。
如果假設太陽最初全部由氫組成，而且它一直以每秒鍾六億三千萬噸的速率把氫轉變成氦，並將保持這種速率的話，那麽，我們就可以計算出：太陽已經輻射了大約四百億年，並將繼續輻射六百億年。
實際上，事情並不如此簡單。太陽是一顆“第二代的恒星”，它是由在好幾十億年前就已燃燒光、並已爆炸掉的恒星所留下的塵埃和氣體所組成的。因此，在一開始時，太陽的組分中就含有大量的氦，幾乎跟現在一樣多。這就是說，用天文學的尺度來衡量，太陽隻輻射了一段很短的時間，它的氫儲量減少得不多。太陽可能還不到六十億歲。
此外，太陽也不會一直保持目前這種輻射速率。氫和氦在太陽裏並不是均勻地混合著的，氦集中在太陽的核心部分，而聚變反應則發生在這個核心的表層。
隨著太陽不斷輻射，氦所構成的核心會越來越大，在它的中心，溫度也會越來越高，最後，這個溫度會高到足以使氦原子變成其他複雜原子的地步。到那個時候，太陽將放出比目前更強的輻射來。不過，隨著氦聚變的開始，太陽就會開始膨脹，並逐漸變成一顆紅巨星。那時地球上將熱得無法忍受，海洋就會煮幹。據我們所知，這顆行星就不複是生命的適宜住所了。
據天文學家估計，太陽將在從現在算起的八十億年後進入這一新階段。不過，八十億年也還是一個相當長的時間，因此眼下還沒有必要驚慌。