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太阳系何去何从

2021-05-14 22:26:38

       本书介绍了太阳系的发展史,以及科学家一步步将它拼凑出来的过程。但太阳系的故事还没有结束。在未来的数十亿年里,太阳和太阳系的其他天体仍将继续演变。在本书结尾,我们不妨来展望一下未来,看看有可能发生在地球和邻近星球的事件。

       先说几件比较容易预见的事。小行星带和柯伊伯带中存在着难以计数的天体,因此难免会继续相互碰撞,然后解体,直到这两个地方的天体都成为尘埃。行星的引力将导致小行星摆脱原来的轨道,将它们拉拽到很远的地方,最终撞向行星或逃出太阳系。两个大型小行星有时会相撞,从而产生新的天体族并喷出大量碎片,这些碎片绕着太阳旋转,最终有一部分将撞向行星。同时,来自奥尔特云的星将继续光临行星所在的区域。每隔1亿年左右,就会有一颗大彗星或小行星撞向地球,带来一场物种大灭绝,像6500万年前那场造成包括恐龙在内的大部分地球物种灭绝的灾难一样。

       由于和其主星的引力潮相互作用,太阳系卫星的轨道将慢慢改变,有时也会带来急剧变化。几千万年后,火卫一将分裂形成一个环或者和火星相撞。在未来的几十亿年里,海王星最大的卫星海卫一也有可能会面临类似的情况。目前,月球正在远离地球,但难保它以后不会改变方向,最终撞向地球。

       未来还可能酝酿着更大的变故。前面提过,我们无法确认行星的轨道是否可以永远保持稳定。天体物理学家雅克?拉斯卡尔(Jacques Laskar)利用计算机模拟检查了各行星在未来几十亿年里的运动情况。

       行星轨道在如此长的时间的情况固然难以准确预料,但预测未来某些事件发生的可能性也不是没有可能,这就像天气预报预测未来几天下雨的概率一样。拉斯卡尔发现,未来水星和金星的轨道可能会相交从而造成相撞。虽然不确定这一撞击会给地球带来哪些影响,但它对水星和金星来说肯定是一次灭顶之灾。

       从长远来看,太阳系中最重大的改变将会发生在太阳上。随着太阳内核中氢核聚变为氨核,太阳的体积将变得越来越大,温度也将越来越高。而太阳系所有其他天体都会被这个缓慢且不能逆转的趋势波及。短期里,地球的大气层也许可以抵消掉不断变强的阳光,使地球保持着和今天一样的宜居性。但到了未来几十亿年的某个时候,这种补偿机制将会失去作用。失去它的保护后,地球表面的温度将变得越来越高,使海洋被加热至沸腾,太阳的紫外线将会把空气中的水分子打散,让氢气逃逸到太空中。到那时,地球将变成金星一般的炼狱。

       在未来的大约50亿年后,太阳的变化将会急剧加快。到后期,它将变成一颗红巨星,吞没水星和金星,乃至地球,行星会被卷入太阳炽热的内部后蒸发掉。不过,我们的损失或许会在别的地方带来好处:随着太阳系温度的升高,木星和土星的大冰冻卫星将有可能形成厚厚的大气以及由液态水汇聚而成的海洋。

假如温和的条件在那里持续得足够长,说不准生命又会在一个远离太阳的气候温暖的地方重新开始,谁知道呢?

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