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《太阳浩劫》中制造特殊的核弹能够重新点燃太阳吗?可能性有多大

2023-05-02 17:05 作者:浅醉苏生  | 我要投稿

《太阳浩劫》是2007年的一部科幻电影,故事背景是太阳急剧老化已经到了快要熄灭的边缘,人类穷尽所有资源制造了两艘飞船,两艘飞船上携带着特殊的核弹可以重新点燃太阳。整部影片最后成功地点燃了太阳,使得地球上的人类得救的故事。

太阳如果快要熄灭时,我们能够重新点燃太阳吗?太阳是一颗黄矮星,主序星阶段有100亿年,目前已经度过了50亿年。我们想要知道是否能重新点燃太阳就要先了解太阳运行的原理。太阳形成于奥尔特星云,在50亿年前由奥尔特云的气体和尘埃相互吸引融合最终形成了一颗气态星球,主要成分由氢组成。在形成之初,巨大的质量产生的引力使太阳中心的温度达到了一亿度以上,压力达到了250万倍大气压。这样的条件下使氢核聚变可以持续发生,氢开始发生聚变反应,氢变成氦的过程中会释放巨大的能量。这些能量向星球外爆发,经过6000年爬到太阳表面向外辐射。核聚变爆发的能量和引力向内的压力达到平衡,太阳就开始了100亿年的稳定燃烧。

在太阳寿命大约90亿年的时候,由于太阳中心区域的氢已经全部变成了氦,这时候就会点燃氦聚变继续燃烧。但在这个时候其实太阳仅仅消耗了10%左右的氢,为什么另外90%的氢不再参与聚变反应了呢?我们知道太阳是一颗气态星球,引力在中心最强,由于重力因素,比较重的氦会占据太阳中心的区域,比较轻的氢元素会在远离中心的区域。太阳其他区域的温度和气压并不能让这些区域中的氢达到聚变条件,所以这些氢并不会参与聚变反应。在中心区域仅剩氦以后,氦元素会被点燃继续维持太阳的燃烧。但因为其燃烧更剧烈,释放能量更强,太阳向内的压力不足以抵抗中心向外释放的能量,太阳就会开始膨胀。

在接下来的10亿年里,太阳会膨胀成一颗红巨星,逐渐吞噬水星,金星,最终在熄灭前会吞噬地球。当内部的氦元素也全部消耗完变成碳元素后,由于碳元素核聚变所需要的条件无法满足,太阳中心就会停止聚变反应。没有了能量支撑,太阳开始极速塌缩,在电光火石间就会塌缩成一颗和地球差不多大的白矮星。而我们说太阳即将熄灭的时候就是在变成白矮星之前的时候,这时候如果可以重新点燃太阳,那么太阳就不会塌缩。

但这有可能吗?什么样的核聚变可以让太阳继续燃烧呢?让太阳继续燃烧的原理说起来非常简单,升高中心区域的压力和温度就可以了。碳核聚变已经属于重物质核聚变了,它需要的温度差不多要至少10亿度以上,压力也需要达到至少10亿帕以上。这只是入门的门槛,如果想要重物质持续发生聚变,这个条件还需要增加数倍。在宇宙中能够提供这样条件的方式只有增加恒星的质量,比如将太阳的质量增加一倍。但增加恒星的质量也只是饮鸩止渴,因为恒星质量最大,内部的核聚变反应就越剧烈,寿命就越短。增加太阳的质量会让中心的重物质也参与聚变反应,但也仅仅相当于给太阳打了一针强心针而已,持续的效果并不长。

越小的恒星拥有越长的寿命。扔一颗核弹到太阳上并不能让它继续燃烧,起到的作用只相当于你往火堆里扔一片树叶。其实让恒星的燃烧时间增加最好的方法是降低它的质量,将内部的重物质剥离。红矮星就是比太阳小很多的恒星,它内部的核聚变反应后和太阳不一样,红矮星的内部形成了等离子对流,就像是它一边在参与核聚变反应一边在搅拌一样,整个星球中的氢都可以参与到聚变反应中来,所以红矮星的寿命能达到数千亿万亿年,几乎可以存在到宇宙毁灭。

所以在太阳寿命即将达到终点前,我们要做的不是送什么到太阳上,而是要从太阳上拿走什么。但是和太阳比起来我们就和一个病毒一样大,想要去拿走太阳中的物质就不用去费那个脑筋了,因为就算把地球当台球捅过去也无法撼动太阳中心的物质分毫。



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