根据科学家的研究我们能够知道,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,我们的宇宙才变成现在看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的,我们所看到的恒星、行星、彗星、小行星等等都是宇宙大爆炸的产物,我们的太阳就是一颗恒星,科学家经过研究发现,在大约50亿年前,银河系的猎户悬臂上悄悄地出现了一团质量巨大密度极低的星云,它慢慢聚集周围散落的氢分子,一点一点的壮大自己的体积和质量,在气体的热运动会对抗引力坍塌,按照正常情况的发展,这团密度非常低的星云需要漫长的时间才能够依靠自己的引力塌缩成恒星。
太阳的诞生始于一个名为星云的巨大气体和尘埃团,这个星云的直径能够达到数百光年,是有很多的小云团聚集而成的,随着时间的推移,这些云团逐渐相互碰撞和合并,形成了更大的、更重的云团,当他们变得足够大和重的时候,它们就会因为引力的作用向下坍缩,形成原始恒星,这些原始恒星继续吸收周围的物质,直到它们的质量足够大,核心的温度和压力也足够高,从而引发核聚变的反应,太阳就是这样诞生了,太阳诞生以后,吸收了周围大量的物质,所以太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物质占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能够看出,太阳的质量是非常大的,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
而地球是唯一一颗诞生了生命的星球,在地球生命中,有海洋生物、有陆地生物、有两栖生物和微生物等等,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,目前人类已经对世界有了大概的认知,科学家认为,地球之所以能够诞生生命,和地球的环境有非常大的关系,首先,地球的适居性是生命存在的基础。地球位于适中的距离太阳的位置,这使得地球上存在液态水,而水是生命存在的前提。此外,地球还具备适宜的温度范围、适度的大气层和适量的碳等元素,这些都是生命所需的环境条件。其次,地球的化学条件也促进了生命的存在。地球上的化学元素和化合物丰富多样,提供了构建生命所需的基础元素和有机物质。
例如,碳是生命的基本元素,地球上的碳循环系统为生命提供了所需的碳化合物。此外,氧气和其他化学物质的存在也为生命的新陈代谢提供了能量来源。最后,地球的生命起源是生命存在的关键。通过化学和物理的作用,最早的生命形式可能是在地球上的原始海洋中诞生的。在这个过程中,有机物质的合成、膜的形成和自复制的机制逐渐发展。这些原始生命形式演化成各种不同的生命形态,形成了我们现在所见的多样的生物。科学家认为,如果说宇宙中的其它行星也能够满足这些基本条件,那么其它行星诞生生命的可能性也会非常大,不过最主要的一点原因还是太阳,没有太阳的光和热,地球不可能满足生命诞生的基本条件。
根据科学家的计算得出,我们的太阳到现在已经燃烧了50亿年的时间,它的寿命还剩下50亿年的时间,看到这里,相信很多朋友都会产生一个疑问,就是为什么太阳能够燃烧这么长时间而没有熄灭,我们地球上的燃烧在很短的时间内就熄灭了?这是因为我们地球上的燃烧是普通的物质燃烧,燃烧是指可燃物和氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光发烟现象,发光的气相燃烧就是火焰。发光是因为物质分子内的电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光。燃烧不完全,会产生一些颗粒,就形成了烟。气体,液体只会发生有焰燃烧。容易热解,升华或融化蒸发的固体主要为有焰燃烧。燃烧条件需可燃物 助燃物 引火源三要素。
普通的燃烧是空气中的氧气,在一定调间隙不同可燃物在空气中燃烧,对空气中的氧气含量有最低的要求,简单来说就是我们地球上的燃烧需要氧气和可燃物,但是太阳的燃烧不需要这些,与其说太阳是在燃烧,还不如说太阳是内部核聚变的反应,根据科学家的研究我们能够知道,太阳的质量是地球质量的33万倍,体积是地球的130万倍,太阳巨大的质量使得内部核心区域的物理环境非常的极端,那里的压强相当于地球表面大气压的2600亿倍,温度超过了1500万摄氏度,核心区域的氢物质被压缩的异常紧密,是铅密度的150倍,大约是170克|cm3。在这样极端的环境下,氢原子核发生了核聚变反应,在太阳的核反应区每一秒都有6亿吨的氢发生了核聚变反应,生成了5.96亿吨的氢,同时释放出大量的能量。
在太阳系的内部,核聚变反应每秒钟释放出来的能量相当于1秒钟同时爆炸910亿枚百万吨当量的氢弹,所以太阳的能量是非常巨大的,不过对于太阳来说,这些能量和质量微不足道,毕竟太阳上面氢元素的质量占据了百分之71,氧元素的质量占到了百分之27.1,所以太阳拥有足够的能源,从太阳中心到四分之一半径处是太阳的核反应区。核反应区的质量占到了太阳总质量的一半。只有位于核反应区的氢原子核才有机会发生核聚变反应的。在太阳内部一秒钟就有6亿吨的氢发生核聚变反应。在我们看来,这个数字是非常大的,相当于地球上一座普通山峰的质量。但是对于太阳来讲,这点质量是非常微不足道的。这样细水长流,有条不紊的消耗着内部的氢元素,可以让太阳内部的核聚变持续稳定的进行100亿年!
看到这里,可能有一些朋友会产生一个疑问,就是太阳的这种燃烧方式,科学家是如何计算出来的,其实这还要感谢爱因斯坦,爱因斯坦被称为是近代最伟大的科学家之一,爱因斯坦是唯一能够和牛顿相媲美的科学家,在1905 年,爱因斯坦提出光子论,这是一种重新认识光的颗粒特性与波动性双重性质的理论。他通过解释光电效应,证实了光具有粒子特性,并提出“能量量子化”的概念。这一理论对光学和量子力学的发展产生了深远影响。爱因斯坦因此研究获得了1921年的诺贝尔物理学奖。同样在1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,该理论以光速不变原理和相对性原理为基础,说明时间、空间、质量和能量相互之间的联系。狭义相对论的提出颠覆了经典力学和电磁学理论的基本观念,建立了一个全新的物理世界观。
爱因斯坦的质能方程(E=mc^2)是基于狭义相对论光速不变原理得出的结论,他揭示了质量与能量之间的紧密关联。质能方程成为了原子核能和核武器研究的理论基础,具有里程碑意义。也是因为这个公式,科学家才能够计算出太阳的寿命来,根据爱因斯坦的方程式E=MC²,在这个方程中,M是太阳的质量约为2×10^30千克,C就是光速也就是大约3×10^8米/秒(30万公里/秒)。通过爱因斯坦的质能方程,我们可以计算出太阳释放的总能量E=1.26×10^45焦耳。此外,太阳每秒释放出的能量也就是太阳的光度,科学家也已经给我们测出来了,即3.85×10^26瓦特。恒星的寿命t=太阳的寿命×恒星的质量倍数M/恒星的光度倍数L。最终科学家计算出太阳的寿命大约是100亿年。
我们眼前的太阳尽管已经走了50亿年的时间,但是在其预计的生命周期中,它依然正在处于中年时期,在这个阶段,太阳主要依靠核聚变过程来释放能量,使其维持稳定的光照和温度,不过太阳的核聚变反应并不是永无止境的,毕竟可控核聚变的氢是有限的,根据科学家的研究得出,太阳的核心大约有百分之10的氢参与核聚变,这意味着太阳的中年期还能够维持50亿年的时间,之后随着核心的氢逐渐耗尽,太阳将会进入生命的下一个周期,这个周期就是红巨星时期,红巨星是一种恒星,通常是指质量在0.5到10倍太阳质量之间的恒星。这些恒星在它们的主序阶段后,燃烧了大部分的氢核融合燃料,它们的核心逐渐缩小、变热,外层逐渐膨胀、变冷,使得表面温度下降,颜色变为红色。红巨星的大小比太阳大几倍甚至几十倍,但质量却比太阳小。
红巨星的形成是一个非常复杂的过程,我们需要理解恒星的演化历程,当恒星的核心消耗殆尽的时候,恒星就会进入红巨星阶段,在这个阶段,恒星的核心会开始膨胀,并使得外层气体冷却和膨胀形成一个巨大的球形气团,因此,红巨星的外观通常是巨大的球形,通常比太阳大几十倍甚至几百倍,通常,红巨星的形成经历以下几个阶段:
分子云阶段:氢和其他元素形成分子,并逐渐聚集形成分子云。
原恒星形成阶段:分子云逐渐收缩,并形成原恒星。
主序阶段:原恒星开始燃烧氢核,释放出大量能量,维持恒星的稳定状态。
红巨星阶段:恒星核心燃料耗尽,逐渐收缩并变热,外层逐渐膨胀并变冷,使得表面温度下降,颜色变为红色。
红巨星的光谱属于K或M型,看起来颜色是红的,金牛座的毕宿五、牧夫座的大角星和猎户座的参宿四都是红巨星,参宿四是超红巨星,是宇宙中最大恒星之一,半径在太阳的650倍到1200倍之间,如果把它放在太阳系的中心,那么它将会吞没很多行星,甚至能够吞没木星,红巨星之所以是红色,因为是它们的表面温度较低,他们的温度在3500-4500开氏度之间,根据维恩定律,恒星辐射最强烈的颜色和其表面温度有直接关系,所以虽然它们的核心非常热,但是能量会扩散到恒星的内部和表面。表面积越大,他冷却的速度就会越快,大多数这类型恒星的半径是太阳的200到800倍左右。
虽然红巨星是最大的恒星类型,但也有其他类型的超巨星。事实上,对于大质量恒星来说,一旦它们的聚变过程超过了氢,它们就会在不同形式的超巨星之间来回摆动。特别是变成黄色超级巨星在变成蓝色超级巨星的过程中,然后再变回来。质量最大的超巨星被称为超级巨星。然而,这些恒星的定义非常简单,它们通常只是红色(有时是蓝色)的超巨星。最终红巨星的外层大气层可能会剥离并且形成一个壮观的气体包围物,这些包围物称为是行星状星云,是宇宙中一种非常美丽的天体。不过离太阳变成红巨星的时间还有40多亿年的时间,所以大家不需要担心,但是太阳留给我们的时间并没有40多亿年,这是为什么呢?
其最终的原因也和黄矮星自身的变化有关系,根据科学家的研究发现,太阳燃烧氢的时候,由于核心的温度会随着核聚变反应的进行而升高,反应速度也会变得越来越快,再过10亿年,我们太阳的热量将会增加百分之10,虽然百分之10这个数字看上去并不多,但是对于地球生命来说,绝对是一场灾难,这会直接将太阳系的宜居地带向后推移,使得地球不再处于宜居地带内,到时候地球温度上升必然会迎来一系列的灾难,比如说冰川融合,目前南极和北极的冰川已经开始融化了,随着地球温度的升高,南极和北极的冰川融化速度将会变得更快,冰川主要分为两大类型,第一种类型是大陆冰盖。地球上最大的两个冰盖总体积占全世界冰川总体积的99%,这两个冰盖分别是南极冰盖和格陵兰冰盖。
这两个冰川面积大约有1465万平方公里,冰盖厚度约为1980米,东部最厚的冰层能够达到4267米。第二种类型是山岳冰川。而且我国冰川面积占世界冰川面积的14.5%,新疆、青海、四川等6个省份(自治区)都有冰川,其中西藏的冰川高达2万多条。冰川融化以后会变成大量的水,所以最直接的影响就是海平面上升。如果全世界所有的冰川全部融化,海平面大约会上升66米左右,相当于33层楼的高度。也就是说,所有紧靠着大海的33层楼高以下的位置将被全部淹没。冰川全部融化导致海平面上升以后,欧洲的面积将缩水20%,北美洲的面积缩水10%,亚洲的面积缩水5%,只有非洲因为地理环境原因不会影响面积。很多环海国家或城市都会面临巨大的危机。
比如平均海拔只有440米的日本,在海平面上升66米以后只会剩下一些山地高原供人类生存,荷兰、朝鲜、韩国等国家有可能会出现灭国危险。而且地球温度大幅度升高,会导致大量的植物和生物死亡,人类作为地球上最有智慧的生命,也无法抵抗地球温度的快速升高,科学家认为,如果人类文明想要长久的发展下去,人类必须寻找移民,到时候太阳系的宜居地带中,最合适的行星会变成火星,火星是人类走出地球之后一直都在探索的星球,火星的体积和质量都比地球小,但是在太阳系的八大行星当中,火星的环境还是比较好的,为了探索火星的奥秘,科学家们也做了很多努力,科学家向火星发射了很多探测器。
在1962年的时候,前苏联发射了火星第一个探测器——火星1号,不过这个探测器并没有成功登陆火星,在1964年的时候,科学家又发射了水手4号火星探测器,并且在距离火星1万公里处拍回了21幅火星照片,在2012年的时候,好奇号成功登陆火星,主要用于探测火星历史上面是不是存在生命,根据科学家对火星的研究得出,火星没有大气层和磁场,这是导致火星没有诞生生命的主要原因,大气层对于生命来说非常重要,它能够抵挡宇宙中的各种辐射和太阳光的紫外线,如果没有大气层的保护,生命就会直接被紫外线和辐射照射,使得生命无法长久的生存下去,如果没有磁场的保护,大气层就会被太阳风吹散,火星就是因为没有磁场,所以火星大气层才会被太阳系吹散。
太阳风实际上就是太阳大气层射出的超声速等离子带电粒子流,任何恒星都有这种风,因此又叫恒星风,太阳是一个巨大的等离子体,中心一直在源源不断的爆发氢核聚变,巨大的能量从中心不断的向太阳外围辐射,经过辐射层、对流层、就到了太阳的大气层,太阳大气层包括光球层、色球层和日面层,太阳风就是从日冕层发出来的,日冕我们平时看不到,要用特殊的望远镜才能够观测到,就是太阳边上放散出来闪烁的白光,这是太阳高温高压喷射的气体。这种气体在太阳附近很密集,温度高达百万度,能够气化一切物质,太阳风随着离开太阳的距离,就会变得越来越稀薄,到了地球附近的星际空间,每立方厘米就只有几个到几十个粒子。这个密度比地球上绝大多数人造真空都要空。
科学家通过研究发现,地球大气密度达到每立方厘米4687亿亿个大气分子,在这样密度气体中刮起风暴,每秒能够到达50米,相当于时速180公里,所以大气层才会被吹散,人类想要移民火星,必须让火星拥有磁场和大气层,否则人类根本没有办法在火星上面生存下去,著名的企业家马斯克表示,要在2050年前,在火星上面建立自己的工厂,这个愿望能够实现吗?可能很多人对马斯克的印象只有特斯拉,其实马斯克旗下有很多技术公司,在马斯克眼中,特斯拉是一家没有技术含量的公司,比如说SpaceX,这个公司主要是研发太空飞船的,这个公司研发的太空飞船搭载了37个最新的猛禽发动机,在动力方面是没有问题的,而且一艘宇宙飞船能够一次性运输100吨以上的物资。
除了这个公司之外,他旗下还有SolarceX(太阳城公司)、Starlink(卫星互连公司)、TheBoringCompany(解决交通拥堵的公司)、Hyperloop(超级高铁公司)、OpenAl(人工智能)、Fyture of life institute(生命未来研究所)等等,从这些名字我们就能够看出,这是一个完整的星际移民链条,不过目前人类是否能够解决火星磁场和大气层的问题,如果能够解决,那么人类移民火星指日可待,但是如果人类无法解决这个问题,那么人类移民火星需要非常漫长的时间,马斯克表示,用大量的核弹轰炸火星的两极,能够产生大量的二氧化碳,不过科学家认为,这只能够提升一点点大气,想要彻底解决火星大气层的问题,必须让火星拥有磁场。除了火星之外,科学家还在太阳系外发现了很多类似地球的行星。
比如说开普勒-438b是一颗小型系外行星,在其宿主恒星开普勒-438的宜居地带内运行,该恒星位于天琴座,于2015年的时候被人类发现,它的体积和我们地球的差不多,直径比地球长百分之12,距离地球大约有470光年,公转时间大约是35天,有百分之70的可能是岩石地貌,很大可能存在液态水,比邻星b是一颗围绕半人马座比邻星运行的系外行星,半人马座比邻星是距离我们太阳系最近的恒星,位于半人马座阿尔法星系中,距离我们只有4.2光年,比邻星b是已知距离太阳系最近的系外行星,也是处于宜居地带内 的行星,这颗行星上面存在生命的可能性是非常大的,除了这两颗行星之外,科学家在2014年的时候,还发现了开普勒-186f。
它是人类目前为止发现和地球相似度最高的星球,它位于天鹅座,距离地球大约有492光年,它的整体只比地球大百分之10,开普勒-186f的轨道周期大约是129.9天,同样处于其恒星的宜居地带,其表面是岩石组成的,可能存在液态水,所以很多人都认为这颗行星上面具备人类必须生存的条件,如果说人类想要移民到太阳系外的行星,那么这颗行星一定是首选星球,不过目前人类面临的一个问题是,这颗星球距离我们太遥远了,对于宇宙来说,492光年并不遥远,但是对于人类来说,这是一个天文数字,要知道人类目前的飞行速度来太阳系都无法飞出去,更别说移民到这颗星球上面了,曾经在46年前,科学家向太阳系外发射了旅行者1号和2号探测器。
发射这些探测器的主要目前就是为了让他们飞出太阳系,探索太阳系之外的奥秘,但是这么多年过去了,旅行者1号和2号并没有完全飞出太阳系,科学家经过计算得出,按照他们的飞行速度,想要完全飞出太阳系至少需要上万年的时间,对于人类来说,上万年的时间实在是太漫长了,所以人类必须提高自己的飞行速度,目前科学家正在积极的研究曲速引擎,这种飞行方式能够让飞船超越光速,而且并不违反爱因斯坦的理论,不过目前人类的曲速引擎还处于理论阶段,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对于人类来说,10亿年的时间足够人类发展了,毕竟人类文明才诞生几千年,未来人类一定能够移民到其它星球,对此,大家有什么想说的吗?