Question

太阳的寿命还有50亿年，但为什么留给人类的时间只剩10亿年？

Answer 1

距今46亿年前，在太阳星云的中心，大量的氢、氦气体云通过引力结合在一起，形成了太阳。在强大引力的挤压下，太阳核心有足够的压力和温度来进行氢核聚变，产生能量，所以太阳自身可以不断发光发热。

在太阳形成大约6000万年后，地球从太阳星云的残余物中形成。再过几亿年，地球经过持续冷却之后，出现了由液态水组成的海洋。在海洋中，意外地进化出了生命。

太阳对于地球生命是至关重要的，没有太阳源源不断的热量，地球无法让表面的水保持液态，这样生命也就没有诞生的条件。虽然地球核心的温度高至5500 ，不断向外释放热量，但单靠这种热量，无法温暖地表。

另一方面，24亿年前，地球上出现了蓝藻细菌开始，它们能够吸收太阳能，进行光合作用，并释放出氧气。自那之后，地球上的大部分生命都需要氧气，所以间接依赖于太阳。只有极少数生活在海底热泉附近的嗜极微生物不需要太阳能，它们依赖于化学反应产生的能量。

过去46亿年来，太阳一直滋养着地球万物。但任何事物都会走向终结，太阳也不例外。那么，太阳还能继续“燃烧”多久呢？留给人类的时间还有多少呢？

太阳本身处于一种动态平衡的状态，一方面太阳自身的重力使其不断向中心坍缩，另一方面太阳核心区域的氢核聚变产生巨大的辐射压，对抗自身的重力坍缩。两股力量互相较劲，谁也没有战胜谁。

在太阳的核心中，每秒钟有6.1亿吨的氢原子核发生核聚变反应，其中426万吨会消失掉，它们完全转化为能量。太阳的总质量可达2 10^27吨，太阳在过去46亿年里总共损失的质量仅为太阳总质量的0.031%。那么，这是否意味着太阳可以燃烧十几万亿年的时间呢？

事实并非如此。太阳无法消耗掉自身所有的氢和氦，因为核聚变反应只有在超高温超高压的太阳核心才能进行。根据太阳核心中所剩的核燃料，太阳估计还能再燃烧50亿年。

50亿年之后，耗尽核燃料的太阳将会失去流体静力学平衡，外层大幅度向外扩张。到了那时，太阳大到可以吞掉水星和金星，甚至是地球。即便地球能够幸免，但也会被膨胀为红巨星的太阳烧焦。

不过，太阳留给人类的时间其实只剩10亿年，而非50亿年。随着氢核聚变的持续进行，太阳中心堆积越来越多的氦，这会导致核心质量增加，使得重力坍缩效应变强，从而加快核聚变反应的速率。也就是说，太阳将会变得越来越热。

按照目前的情况来计算，在10亿年后，太阳每秒钟释放出的能量将会是现在的1.1倍。虽然只有10%的增幅，但太阳热到足以让地球上的所有液态水汽化消失，地球将会变成荒凉之地。

如果那时的人类想要生存下去，只有想办法给地球降温，例如，在太空中造一个巨大的“遮阳伞”，减少太阳辐射；或者把地球的公转轨道向外推动，增加日地距离，这也能减少接收到的太阳热量。

此外，人类还可以换掉太阳。宇宙中到处都是恒星，仅银河系中就有2000亿颗以上。四分之三的恒星都是质量不足太阳一半的红矮星，但它们的寿命非常长，可达太阳的成百上千倍。宇宙诞生至今也才过了138亿年的时间，所以宇宙中还没有一颗红矮星燃烧殆尽。

红矮星很好找，距离太阳最近的恒星就是一颗红矮星，这就是位于4.2光年之外的比邻星。相比于太阳，比邻星更老一些，它的年龄估计为49亿年。但对于比邻星而言，它还非常年轻，按照它的质量为太阳12.2%来计算，比邻星的寿命至少还有8万亿年。

根据天文学家此前的观测结果，比邻星周围还有一颗潜在宜居的行星。未来人类可以移居到这颗星球上，也可以直接把整个地球搬到比邻星系统中。

10亿年的时间，对于宇宙而言实属短暂，但对于人类而言足够漫长。人类仅用两百多万年的时间就发展出 科技 ，飞上太空，相信未来人类还会走得更远，我们不会停下星辰大海的征程。