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我們能把地球從太陽挪開,來拯救地球嗎?

在遙遠的未來, 太陽的溫度將升高至一定程度, 導致地球的海洋沸騰, 摧毀地球上的一切生命, 使地球淪為火海。 那麼, 有什麼辦法可以應對這樣的情況?例如,

能否把地球的軌道往外挪一挪?

為此, 首先要知道太陽會變得多熱以及多久之後會變得那麼熱。

恒星獲得能量的本質是把較輕的元素聚變成較重的元素, 我們的太陽也不例外。 在太陽內部溫度超過400萬開爾文的區域, 氫可以聚變成氦並釋放出能量。 溫度越高, 核聚變的速度就越快。 太陽中心的溫度最高, 達到了1500萬開爾文。

太陽核聚變的整體速度接近常數, 但並非一直如此。 隨著時間的推移, 太陽內部的氫氦比隨之變化, 導致內部溫度在數十億年的時間裡升高了一些。 隨著時間的推移, 太陽將會出現三大變化:

太陽演化圖

1)太陽變得更加明亮, 意味著它將產生更多的能量;

2)太陽的體積輕微膨脹, 半徑大約每十億年增加百分之幾;

3)太陽的溫度幾乎保持不變, 每十億年的變化不到1%。

因此, 地球接收到的太陽能量隨著時間的推移緩慢增加。 每1.1億年, 太陽光度增加約1%, 這意味著到達地球的能量也會同時增加1%。 在40億年前, 年輕的地球接收到的太陽能量僅為現在的70%。

自現在起, 再過一二十億年, 如果地球還在原來的軌道上, 太陽光度的增加將會給地球帶來嚴重的問題。 到那時, 地球表面的平均溫度將達到100攝氏度(373開爾文), 海洋將會沸騰。

面對這樣的問題, 一種選擇是把地球的軌道往外挪, 讓地球遠離太陽, 以保持正常的溫度。 雖然, 工程浩大, 但是我們還有上億年的時間。

為了抵消太陽光度提高1%的效果, 我們需要把地球推離太陽0.5%;如果抵消20%(預計在20億年後), 則要推離9.5%。 目前, 地球與太陽的平均距離為1.496億公里, 那麼, 20億年後這個距離需要增加到1.638億公里才行。

考慮20億年後, 如果我們把地球軌道挪到距離太陽1.638億公里的地方, 這將會引發一些重大變化。 為了維持穩定的軌道, 地球的軌道速度必須從30公里/秒降低至28.5公里/秒。 這樣, 地球繞太陽公轉一周的時間將增加14.6%, 即需要418天。 到那時, 出現在地球天空的太陽會顯得比現在小10%。 此外, 太陽對潮汐的影響還會減弱幾釐米。

但為了把6億億億千克的地球挪到如此遠的地方, 將需要大量的能量,

因為我們需要改變日地系的巨大引力勢能。 通過計算可知, 所需能量為4.7×10^35焦耳, 相當於人類全年能量供應總量的1000萬億倍。 即便有20億年的時間, 也需要把每年的供能總量提高50萬倍。

那麼, 我們該如何獲得這麼多的能量?事實上, 只有一個地方能滿足這種需求, 那就是太陽。目前,地球接收太陽能的功率為每平方米1500瓦。為了在20億年內收集到足夠的能量,我們將需要一個面積為5000萬億平方米的儲能陣列(前提是100%的效率),這相當於10個地球表面積。

因此,把地球遷移到更高、更安全的軌道在物理上是可行的,但以目前的技術肯定是天方夜譚的。無論怎樣,太陽將會升溫,但留給我們的時間還有很多,我們還能另尋出路。

那就是太陽。目前,地球接收太陽能的功率為每平方米1500瓦。為了在20億年內收集到足夠的能量,我們將需要一個面積為5000萬億平方米的儲能陣列(前提是100%的效率),這相當於10個地球表面積。

因此,把地球遷移到更高、更安全的軌道在物理上是可行的,但以目前的技術肯定是天方夜譚的。無論怎樣,太陽將會升溫,但留給我們的時間還有很多,我們還能另尋出路。

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