為什麼地球的自然壽命比太陽還長?可以達到100萬億億億年!

加油娜娜酱 2023/04/21 檢舉 我要評論

太陽已經存在50億年了,再過50億年,太陽將變成紅巨星,并吞噬地球,所以地球還能剩50億年的生存期。

太陽的壽命是100億年,地球的壽命略小于太陽,大概是94億年。

小學科學課本只是告訴我們地球已經46億歲了。卻沒有人告訴地球能存在多久。我們一般按照太陽變成紅巨星的時間推算地球的壽命。

但是這并不是地球的 自然壽命,因為50億年后只是太陽摧毀了地球,如果未來出現了「流浪地球」的操作,那地球就會避免被吞噬或摧毀的風險。

那麼地球的自然壽命到底是多少?

可以肯定的說,巖石行星的自然壽命比恒星長得多得多,至少是數量級上的碾壓。

其實所有巖石行星都是來自恒星超新星爆發的產物,本身就是一種穩定的天體。行星上的重元素都是恒星死后爆發出的。

宇宙大爆炸一開始只有最簡單的氫元素,氫元素之間的聚變很快形成氦。所以宇宙早期只有氫氦兩種元素,絕大部分是氫。在引力的作用下,氫元素聚集在一起,氫和氫之間在強引力下開始融合,并且聚變成氦釋放巨大的能量,這樣一來,恒星就被「點燃」了。

引力將所有元素往恒星核心拖拽,但是聚變產生的能量又向外強推所有的元素。于是氫元素向核心坍塌的過程被阻擋了,于是才維持住了恒星的體積。

一旦所有氫元素聚變成氦,引力與聚變的反推力就會失衡,這樣就會發生電影《流浪地球》背景設定那樣的氦閃。下一步就是氦與氫,氦與氦之間的聚變。元素在恒星內部不斷聚變,從氫元素到鐵元素。所以恒星也被稱為元素的煉丹爐。

一旦所有元素聚變到不能再聚變的時候,或者是聚變所需的能量是引力產生的壓力無法滿足的時候,恒星將面臨下一個階段。而超新星爆發就會釋放恒星中的重元素。

地球上的重元素全都是來自遠古恒星的殘骸。

地球的大部分都是較重的元素,加上地球品質很小,所以地球的引力完全不能開啟核聚變的條件,地球就變得十分穩定。

可是說,如果不考慮被其他天體吞噬和碰撞,地球的壽命是無限的。

但是理論上,我們還得考慮質子衰變。

質子衰變目前還是科學爭議的議題,所以質子衰變還只是個假設。

假設質子衰變不存在

我們都知道鐵元素的結合能最小,熵值最大。

只要給出足夠長的時間,宇宙中所以比鐵輕的元素會聚變成鐵,比如恒星內部聚變到鐵就終止了。所有比鐵重的元素,其穩定性不如鐵,只要時間足夠長總會裂變成鐵元素。

只要時間足夠長,宇宙最后全都是一坨鐵。這個過程大約需要10^1500年。

既然這樣,地球上的所有元素也會變成鐵,這也預示著地球的壽命終結。

假設質子衰變存在

經過足夠長的時間,科學家估計至少100 萬億億億年,宇宙中的重子物質會全部衰變成輕子,從這個意義上可以說天體就消失了,當然地球自然也就消失了。

在質子衰變成立的前提下,地球的自然壽命至少是100萬億億億年。

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