众所周知,在万有引力的驱动下,包括地球在内的八大行星及其卫星,都以不同的周期围绕着太阳进行公转。而太阳系也带领着这帮“小兄弟”们围绕着银河系公转,所以如果跳出太阳来看,那么太阳系的众多天体,都是以“螺旋”的形式在宇宙空间中行进。
太阳以及太阳系内的行星,就是以这种可以预测的方式在移动,以至于我们基本上不会怀疑太阳与地球之间距离的相对静止性。在我们的认知中,地球围绕太阳公转的轨道,并不是一个纯粹的圆形,而是一个椭圆形,即地球与太阳的距离在大约 1.47 亿到 1.52亿公之间“摆动”,这是地球与太阳之间距离并非永远静止不变的最关键之所在。
那么,如果不考虑这种椭圆形轨道所带来的周期性变化,太阳和地球的距离,是越来越大还是越来越小,抑或是永远处在上面所提到的范围之内而不发生变化呢?
经过科学家们的长期观测以及通过理论模型的研究,最终发现太阳和地球的距离是持续不断地增加的,也就是说太阳越来越远离地球。那么,在这样的结论之下,为什么我们还会感觉到地球上似乎一年比一年热呢?
太阳远离地球的第一个重要原因:太阳的质量在不断减小。太阳自从诞生以后,其内部无时无刻不在发生着核聚变,由于发生核聚变前后所生成的物质,与原来物质相比总质量在减少,因此按照爱因斯坦著名的质能方程式E = mc^2,减少的那部分质量以能量的方式向宇宙空间中释放。
经过科学家们的测算,太阳每秒钟损失的质量高达400万吨,这个数值在我们看来是相当大的。而且太阳在剩余的50亿年寿命里,将会失去现有质量的0.1%。虽然0.1%的占比不高,但是总量却很大,相当于一个木星的质量。
按照万有引力定律,引力源质量越大,其提供的万有引力值就会越高。那么,随着太阳内部核聚变的持续进行,那么太阳的质量会不断地减少,而对地球的引力也会越来越小。当引力源的引力发生衰减时,按照相关天体物理公式,我们可以得出地球要想维持公转轨道的稳定性,其轨道的半径也会慢慢变大,这就意味着地球与太阳的距离,会持续地拉大。
通过科学们的计算,如果单纯考虑太阳质量持续减少的因素,可以得出太阳与地球之间的距离,每年会加大6厘米左右。
太阳远离地球的第二个重要原因:地球对太阳的潮汐力作用。正如月球的引力导致地球上的潮汐一样,地球的引力也会拉动太阳(两者是相互的)。太阳大约每 27 天绕其轴旋转一次,这比地球绕太阳运行一周所需的 365 天要快,因此地球在太阳上产生的潮汐隆起,将位于地球的前方。凸起的质量具有与之相关的引力,将地球拉到其轨道上,并将其抛离太阳更远。
这种效应所产生的效果,与月球不断远离地球一样。只不过由于地球与太阳的距离太过于遥远,再加上地球相对于太阳的质量实在是太小了,因此这种潮汐力的影响在太阳上表现得太过于微弱,太阳每年通过地球潮汐力影响而远离的距离,只有0.0003厘米左右。
太阳持续远离地球,对地球会有哪些影响呢?
按照正常的逻辑,太阳与地球的距离逐渐增大,那么到达地球的太阳辐射强度也会相应减少,地球的温度应该每年都会降低,只是这种变化太微弱甚至可以忽略的地步。根据科学家的测算,地球与太阳的距离,在未来 50 亿年内可能会增加 0.2%,由此引发了从地球观察太阳,会有不断“变暗”的趋势,从而到达地球表面的太阳辐射能量会减少 0.4%左右。
而实际上,随着太阳逐渐远离地球,另外两个方面的因素,则正好相反地造成地球升温的效果,而且升温效果要比远离地球还要明显得多。
第一个因素是太阳内部核聚变的强度正在增加。科学家们通过恒星演化模型,预测在未来50亿年间,太阳每10亿年其亮度会增加6%左右,从而会使地球表面的温度缓慢升高,并最终使海洋沸腾。这种情况,将使地球在太阳还没有进入红巨星阶段时,就已经不再适合人类居住。
第二个因素是太阳演化后期成为红巨星。大约 50 亿年后,太阳内部的氢会被耗尽,它将开始膨胀,成为一颗红巨星。其外界边缘能抵达地球轨道附近,甚至能到达火星。目前对于太阳在红巨星阶段,会膨胀到什么程度仍存在一些分歧。有的研究表明它有可能不会膨胀到地球的程度,这意味着我们的星球,可能会幸存下来并继续在轨道上运行。然而,大多数的研究表明,太阳将会膨胀到足以吞噬地球的地步。
然而,即使地球幸存下来,人类也没有机会与它一起生存。来自太阳巨大的热量和辐射,不仅会使海洋和大气沸腾,而且可能会使地球本身沸腾,人类必须在被太阳吞噬之前的很长一段时间离开它。在太阳膨胀成为红巨星阶段,在太阳系内的宜居带,将会向外推进到土星的轨道周围。那个时候,土星的某些卫星将是人类最适宜的栖息地,说不定到那个时候,人类早已经在太阳系外找到了更加宜居的家园了。
,