如果太阳突然熄灭了,多久之后人类才会察觉到?是8分钟还是1万年?

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我们人类从来都是不缺乏想象力的,在闲著没事的时候,我们常常会去想一些稀奇古怪的问题,比如说就有人提出了这样一个问题:太阳熄灭多久之后人类才会察觉到?

【脑洞系列】太阳熄灭多久之后人类才会察觉到?是8分钟还是1万年?

儘管这样的事情不太可能发生,但这并没有影响到人们讨论的热情,对此有一种观点认为,这大概需要8分钟的时间,还有一种观点则认为,人类至少要等到1万年之后才会察觉到。那麽到底是8分钟还是1万年呢?反正闲著没事,不如我们也来讨论一下。

第一种观点是很好理解的,地球和太阳之间的平均距离约为1.5亿公里,光在真空中速度约为每秒钟30万公里,而地球和太阳之间的宇宙空间可以视为真空,简单计算一下就可以得出,太阳发出的光线需要8分钟零20秒才能抵达地球,因此可以说,在太阳熄灭大约8分钟之后,人类就可以察觉到。

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第二种观点则是从太阳发光的原理来进行分析,该观点认为,太阳并不是一个整体都在燃烧的火球,从本质上来讲,太阳发出的光和热来自于其核心持续发生的核聚变反应所产生的能量,因此太阳熄灭可以理解为太阳核心停止了核聚变,这就意味著,只有太阳熄灭之前所释放的最后一股能量传递到太阳表面之后,太阳才会出现变化,从而被人类察觉到。

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如上图所示,太阳内部分为核心区、辐射区和对流层,核聚变只会在其核心区发生,其释放出的光就是伽马射线(即频率高于1.5 千亿亿赫兹,波长短于0.01埃的电磁波光子)。太阳的半径约为6.955 x 10^5千米,这些光子以光速前进,本来只需要2.3秒就跑完这段距离,然而在太阳的内部,这些光子却不能直线前进。

太阳的密度从外到内逐渐增大,在太阳的核心区域,物质密度已经150克/立方釐米,这就意味著,光子在如此緻密的环境中,会不停地撞到别的粒子,以至于太阳内部光子的平均自由程大概只有0.1毫米至1釐米,意思就是说,光子每前进0.1毫米至1釐米就会与别的粒子发生一次碰撞。

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所以光子在太阳内部的传播情况大概是上图这个样子的,当碰撞发生之后,光子有可能被弹开,其传播方向会发生随机地改变,也有可能被别的粒子吸收,而该粒子会因为吸收了光子而进入激发态,在退激之后,它又会向一个随机的方向释放出新的光子。

光子就这样在太阳的内部胡乱地撞来撞去,在这个过程中,还伴随著「旧的光子不断地被吸收,新的光子又不断地被释放」这样的情况,因此太阳核心释放的能量是需要非常长的时间才能够传递到太阳表面,根据科学家的计算,这个时间至少是1万年。

看到这裡相信大家已经有点将信将疑了,那麽从「太阳熄灭」到「被人类察觉到」,真的需要1万年的时间吗?其实不然,因为这种观点没有考虑到一个重要的因素——太阳自身的重力。

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太阳的核聚变反应所释放出的能量,除了能让太阳发光发热之外,还有一个重要的作用,那就是抵抗自身的重力。可以想象的是,假如太阳的核聚变反应熄灭了,那麽其内部就失去了抵抗重力的力量源泉,在这种情况下,太阳自身的重力就会佔据上风,从而使太阳慢慢地坍塌。

坍塌的程度取决于太阳内部残留能量的多少,具体表现为,太阳内部的能量每减少一点,太阳的体积就出现一定程度的收缩。

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作为地球上的万物之源,太阳一直是人类重点观测的对象,每时每刻都有大量的观测设备在注意著太阳的一举一动。因此可以说,只要时间稍久一点,太阳的这种不正常的收缩就会被人类察觉到,根本就不需要长达1万年的时间,当然了,这个时间段肯定还是要比8分钟长很多。

好消息是,太阳并不会坍塌为黑洞,也不会成为一颗中子星,这是因为太阳的品质还达不到成为黑洞或中子星的标准。在坍塌到一定程度的时候,太阳内部的「电子简并压力」就可以抵挡住其自身的重力,而这种状态的太阳,也就转变成了一颗白矮星。

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