地球的寿命为什么这么长(为什么地球寿命那么长)
理论上寿命可无限长!地球的寿命为什么可能比太阳长得多?
太阳已经存在46亿年了,根据科学家对与太阳同类型恒星的研究,科学家预测,恒星到了晚年期会变得很不稳定,最多再过50亿年,太阳将变成红巨星,体积将膨胀很多倍。处于红巨星状态的太阳,其表面将可能抵达地球轨道,极有可能吞噬地球。
地球诞生的时间仅比太阳晚了数千万年,目前地球大约有45.7亿岁。地球是太阳系中离太阳比较近的一个行星,太阳的变化对地球的影响极大,按照太阳变成红巨星的时间推算,地球未来的寿命最多还有50亿年。另一些观点认为太阳最多还有二三十亿年就会变成红巨星,吞噬地球。
然而,这并不是地球的自然寿命,如果未来地球能够脱离太阳,变成一颗流浪行星,就可以避免地球被红巨星摧毁的风险。
理论上来说,如果地球不被其他天体吞噬摧毁或被其他大型天体撞击,地球的自然寿命几乎是无限的。
因为地球是一颗岩石行星,不仅结构稳定,构成它的物质也十分稳定,它不会像恒星那样不断通过聚变燃烧自己向外发光发热,从而一步一步地衰老,最终走向灭亡。
万物都由各种元素或者说原子构成,地球也是如此,那么决定地球寿命的决定性因素便是元素的寿命。因此,如果知道了元素的寿命,便能够大致判断地球的寿命。
根据宇宙演化理论,一场大爆炸创生了宇宙,而早期宇宙中只有氢这种简单的元素,然后在电磁力和万有引力的作用下,大量的氢汇聚成星云,并催生出一颗一颗的恒星。
恒星就像一个超级炼丹炉,元素周期表除氢以外的许多元素都来自于恒星内部一步一步的核聚变反应。不过,恒星内部的核聚变反应最多能够合成铁元素,就止步了。
相对原子质量比铁元素还重的那些元素,科学界普遍认为是质量比较大的恒星在生命的最后一刻通过一场猛烈的爆炸形成的,这个过程称之为超新星爆发。太阳由于质量并不大,未来并不会出现超新星爆发这一过程,超新星爆发一般是质量较大的恒星演化为中子星或黑洞的必经过程。也就是说,构成人类和地球的所有元素,几乎都是恒星演化过程中的副产品。
相对原子质量过大的元素往往是不稳定的,元素周期表中原子序数在83 (铋)以上的元素都具有放射性,经过一段时间,这些放射性元素最终都会衰变成比较轻且稳定的元素。
有些科普文说在元素自发衰变和恒星的聚变作用下,宇宙中的所有元素最终都会变成26号元素铁,准确来说是铁-56。宇宙中的绝大部分物质确实会被聚变成铁,但并不是全部,因为恒星的形成需要一定质量条件,随着氢元素的不断减少,宇宙中新恒星的形成几率会大大降低,而那些余下的较轻的元素也并不会自发聚变成铁。
理论上来说,只要宇宙不毁灭,那些较轻且比较稳定的元素,它的寿命是无限长的。地球主要就由这些较轻的元素构成,因为这些元素在宇宙中的丰度相对比较大。因此说地球如果不被其他外力毁灭,寿命几乎是无限的,完全没问题。
不过,根据物理学家的一种假设,质子理论上存在衰变,其衰变周期至少为10^35亿年。为何要关心质子是否会衰变?因为元素的存在,与质子有关。不管啥元素的原子,均由质子、中子、电子这三种基本粒子构成,不同种类的元素只是原子核中质子数存在差异。
虽说中子的电中性起到了一个粘合质子的作用,但中子只有待在原子核中才是稳定的,自由中子是不稳定的粒子,半衰期大约15分钟,它会通过弱作用衰变为质子,放出一个电子和一个反中微子。
如果质子会自发衰变,那宇宙中的原子最终都会解体,那就意味着原子的寿命不是永恒的,那么由众多原子构成的地球当然也不可能永恒存在。
不过这只是一个理论假设,目前科学家还未观测到质子会发生衰变,而且就算理论上质子会衰变,这一过程也极其漫长,因为10^35亿年对于年龄只有138亿年的宇宙来说,可以说几乎是无限的,甚至可能比宇宙的寿命还长。
总之,如果地球的运气足够好,能够窝在一个非常安全的角落,除非宇宙毁灭,不然地球是不会因为自身的原因而灭亡的。
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