太阳的寿命能延长吗?
太阳每时每刻都在向四面八方散发着强烈的光和热,哺育着地球上的万物茁壮成长。然而,太阳绝不会永远地保持现在这样的面貌,随着时间的推移,它总有一天会耗尽它的全部能量,结束它的生命。
太阳的能量是由氢原子核核聚变为氦原子核的热核反应而产生的。太阳的能量以辐射的方式由内部转移到表面,而发射到宇宙空间。到目前为止,太阳中心的氢已有50%变成了氦。据科学家估计,大约再过50亿年,太阳的核心部分就不会再有氢存在了。那时候的太阳就像一根即将烧尽的蜡烛一样,进入了自己生命的最后阶段。
太阳在燃料即将耗尽前,并不是像一般人想象的那样迅速变冷,而是温度急剧升高。据科学家们推测,随着氢原子核在燃烧过程中变为较重的氦原子核,太阳的核心终将被氦原子所取代,而一旦由氦组成的核心重量达到太阳总重量的一半时,太阳就会越来越明亮,体积要膨胀数百倍,成了一个炽热高温的红巨星,把距离较近的行星烧为灰烬,最后才猛烈爆炸开来,蜕变成一颗白矮星。
当这场灾难发生时,人类该怎么办呢?这虽然是极其遥远的事情,却有很多科学家在为此操心。有人提出,可以让人类移居到离太阳较远的星球上去,比如木星的两颗卫星——木卫三和木卫四,因为它们上面都覆盖着厚厚的冰层,在变成红巨星的太阳烘烤下,冰就会融化,再加上人类的努力,它们也许就会变得较为适合人类居住。但令人担心的是,所有的地球居民不可能都被转移到外层空间,那时候由谁来决定哪些人该生存下去,哪些人该毁灭呢?
针对这个方案的缺点,有人提出了另一个解决办法:使地球离开目前的运行轨道,与变成红巨星的太阳保持一个安全的距离。据计算可知,只要把地球上10%的水蒸发掉,就可以使地球移出自己的轨道而进入土星的轨道。而要想做到这一点,人类就要获得足够的能量,掌握可控氢聚变反应。同时,还要面对海平面下降200米的后果。
即便上边两个方案能够完善地实施,也不过是权宜之计,因为太阳演变成红巨星的阶段也许只有1亿年左右,过了这段时间,太阳就会迅速缩小塌陷,不再放出光和热量来。如果这一天来到了,人类又该怎么办呢?
于是有人提出了一个大胆的设想:想办法让太阳继续生存下去。这个想法听起来好像很荒唐,却有一定道理。我们在前边说过,太阳是以氢为燃料的,一边在核心区进行聚变反应,一边剩下大量废物。而在太阳核心与表层之间,存在着许多尚未燃烧的氢。如果能够用什么办法让氢燃料流动起来,进入太阳核心区,排除掉那些废物,太阳的生命就可以延长100亿~1000亿年。
从理论上讲,造成氢燃料的流动并不难,只要周期性地搅拌太阳的内部,就像我们用匙子搅拌使糖均匀而充分地溶解一样。或者像引燃篝火那样,把周围的木柴堆到火堆中间,就可以使篝火继续燃烧下去。但实际做起来,其难度却要远远超过人们的想象。
科学家认为,要想做到这一点,就必须在太阳核心部分与表层之间制造一个“热点”。这里有两个方案可以采纳:一是引爆超级氢弹,二是向太阳表面发射威力极强的激光束。如果实行第一个方案,就要考虑怎样才能把这些氢弹送到目的地而不至于在途中被熔化掉;如果实行第二个方案,就要考虑如何使激光的能量在途中不会过早消耗掉。而人类要想解决这两个方面的难题,却是很不容易办到的。
也有的科学家认为,太阳从生到死有它自己的规律,人类无法对它进行干预,虽然采取一定手段有可能延长它的寿命,但却不能从根本上解决问题。要想找到真正的出路,那只有研制人造太阳。从目前人类的科技水平来看,研制人造太阳只有从利用热核反应着手。如果想办法减慢核子混合物的燃烧速度(减慢合成反应速度),就有可能制造出小型太阳来,但这个办法目前还找不到。而且令人担心的是,如果不能有效地控制这种反应,“点燃”了核子混合物,就会引起原子爆炸,其后果不堪设想。但很多科学家还是满怀信心地认为,当人类彻底掌握了热核反应的奥秘,人造太阳就一定会从理想变成现实。