太陽留給人類的時間不多了，只剩10億年，人類的希望在4光年外？

火星科普

星問答計劃創作者,科學傳播精英 中國科普作家協會,科學達人,優質創作者

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距今46億年前，在太陽星雲的中心，大量的氫、氦氣體雲通過引力結合在一起，形成了太陽。在強大引力的擠壓下，太陽核心有足夠的壓力和溫度來進行氫核聚變，產生能量，所以太陽自身可以不斷發光發熱。

在太陽形成大約6000萬年後，地球從太陽星雲的殘餘物中形成。再過幾億年，地球經過持續冷卻之後，出現了由液態水組成的海洋。在海洋中，意外地進化出了生命。

太陽對於地球生命是至關重要的，沒有太陽源源不斷的熱量，地球無法讓表面的水保持液態，這樣生命也就沒有誕生的條件。雖然地球核心的溫度高至5500 ℃，不斷向外釋放熱量，但單靠這種熱量，無法溫暖地表。

另一方面，24億年前，地球上出現了藍藻細菌開始，它們能夠吸收太陽能，進行光合作用，並釋放出氧氣。自那之後，地球上的大部分生命都需要氧氣，所以間接依賴於太陽。只有極少數生活在海底熱泉附近的嗜極微生物不需要太陽能，它們依賴於化學反應產生的能量。

過去46億年來，太陽一直滋養著地球萬物。但任何事物都會走向終結，太陽也不例外。那麼，太陽還能繼續“燃燒”多久呢？留給人類的時間還有多少呢？

太陽本身處於一種動態平衡的狀態，一方面太陽自身的重力使其不斷向中心坍縮，另一方面太陽核心區域的氫核聚變產生巨大的輻射壓，對抗自身的重力坍縮。兩股力量互相較勁，誰也沒有戰勝誰。

在太陽的核心中，每秒鐘有6.1億噸的氫原子核發生核聚變反應，其中426萬噸會消失掉，它們完全轉化為能量。太陽的總質量可達2×10^27噸，太陽在過去46億年裏總共損失的質量僅為太陽總質量的0.031%。那麼，這是否意味著太陽可以燃燒十幾萬億年的時間呢？

事實並非如此。太陽無法消耗掉自身所有的氫和氦，因為核聚變反應只有在超高溫超高壓的太陽核心才能進行。根據太陽核心中所剩的核燃料，太陽估計還能再燃燒50億年。

50億年之後，耗盡核燃料的太陽將會失去流體靜力學平衡，外層大幅度向外擴張。到了那時，太陽大到可以吞掉水星和金星，甚至是地球。即便地球能夠幸免，但也會被膨脹為紅巨星的太陽燒焦。

不過，太陽留給人類的時間其實只剩10億年，而非50億年。隨著氫核聚變的持續進行，太陽中心堆積越來越多的氦，這會導致核心質量增加，使得重力坍縮效應變強，從而加快核聚變反應的速率。也就是說，太陽將會變得越來越熱。

按照目前的情況來計算，在10億年後，太陽每秒鐘釋放出的能量將會是現在的1.1倍。雖然只有10%的增幅，但太陽熱到足以讓地球上的所有液態水汽化消失，地球將會變成荒涼之地。

如果那時的人類想要生存下去，只有想辦法給地球降溫，例如，在太空中造一個巨大的“遮陽傘”，減少太陽輻射；或者把地球的公轉軌道向外推動，增加日地距離，這也能減少接收到的太陽熱量。

此外，人類還可以換掉太陽。宇宙中到處都是恒星，僅銀河系中就有2000億顆以上。四分之三的恒星都是質量不足太陽一半的紅矮星，但它們的壽命非常長，可達太陽的成百上千倍。宇宙誕生至今也才過了138億年的時間，所以宇宙中還沒有一顆紅矮星燃燒殆盡。

紅矮星很好找，距離太陽最近的恒星就是一顆紅矮星，這就是位於4.2光年之外的比鄰星。相比於太陽，比鄰星更老一些，它的年齡估計為49億年。但對於比鄰星而言，它還非常年輕，按照它的質量為太陽12.2%來計算，比鄰星的壽命至少還有8萬億年。

根據天文學家此前的觀測結果，比鄰星周圍還有一顆潛在宜居的行星。未來人類可以移居到這顆星球上，也可以直接把整個地球搬到比鄰星系統中。

10億年的時間，對於宇宙而言實屬短暫，但對於人類而言足夠漫長。人類僅用兩百多萬年的時間就發展出科技，飛上太空，相信未來人類還會走得更遠，我們不會停下星辰大海的征程。