用核弹点燃太阳这种想法有依据么?

物理盲提问,刚看过《太阳浩劫》,里面拯救将要熄灭的太阳的方法是往里扔一颗核弹,这科学么?。。

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5个答案
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广林星云无机化学研究生,天文爱好者

2012-03-07 14:34

我也没看过这部电影,不过刚去查了一下剧情简介,觉得影片中设定的太阳熄灭是自然发生的,并不是超自然力量导致的,那么就需要纠正一下几个明显的错误:
①太阳并不会变暗,而是在逐渐变亮,每10亿年会增亮10%。这样算下来,10亿年之后,地球表面的温度已不适合生物生存;20亿年之后,地球上所有的液态水将蒸发殆尽。


太阳的光度、半径和有效温度演化情况(和今天的太阳相比较)。图源:wiki。

②大约50~70亿年之后,太阳核心的氢燃烧殆尽,形成一个氦核;同时氦核周围的一层氢继续燃烧起来,形成一个氢燃烧壳层。核聚变区域的外移导致太阳半径急剧膨胀,形成一颗暗红色巨大无比的红巨星。最终太阳会不会膨胀到地球轨道,从而吞没地球,目前学界还有争议。有人认为太阳膨胀时强大的太阳风会把地球吹到外层轨道,也有人认为地球将在潮汐力作用下坠入太阳。


红巨星阶段的太阳与地球。图源:wiki。

③太阳中心的氦核不断收缩同时增温,最终增至1亿度,引发氦聚变为碳的核反应,太阳的核心又一次被点燃。氦聚变发生时,核心区所有的氦有可能在一瞬间被点燃,形成“氦闪”。太阳系大部分天体都将因“氦闪”化为蒸汽。氦聚变能支持的时间比氢聚变短得多,放出的能量也少得多。氦核燃烧完全后,太阳将形成一个中心为碳核,外围有一层氦燃烧壳,再外围有一层氢燃烧壳的“夹心火球”结构。此后的太阳不断脉动,损失大量物质,最终外层弥散开来形成行星状星云,中心留下一颗碳氧元素构成的白矮星。


类太阳恒星的一生。图源:wiki。

(另外在这里对@Steed 老师表示歉意,因为最近我和他讨论过这方面的问题,当时我查阅了一本书,误认为2.3个太阳质量是恒星发生氦聚变的下限,事实上是我理解错了,书中的本意是“小于2.3个太阳质量的恒星只发生氢聚变和氦聚变”,特此致歉。)

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Steed专业级业余天文爱好者

2012-03-06 14:06

我没有看过《太阳浩劫》这部电影,所以只能从天体物理的角度来分析一下了。

首先,太阳为什么会熄灭?跟银河系里的千亿颗恒星一样,太阳也是大量气体(主要是氢和氦)在引力作用下聚集而形成的。我们知道压缩气体的话,气体的温度就会升高,密度会增大,这在太阳核心也是如此。当核心处气体的密度和温度高到一定程度,核聚变就会发生,将氢原子合成更重的原子。这个过程会释放出能量,产生光和热,并为太阳核心提供压强,以对抗引力。

那么,什么情况下太阳会熄灭呢?刚才说了,太阳的光和热来自于核心处发生的氢核聚变,但太阳虽大,氢燃料贮备仍然是有限的。对于太阳这样一颗恒星来说,大约再过50亿~70亿年,氢燃料就会消耗殆尽。到了那时,没有更多的氢发生聚变来为太阳核心提供能量,产生更多的光和热,从某种角度上来说,太阳便会熄灭了。

可见,太阳熄灭的原因主要是燃料耗尽,就像炉子里面的煤已经烧完了一样。把超级核弹丢到太阳上面去引爆,虽然看起来威力巨大,但对于太阳来说,最多也就相当于在炉子外面掸了掸灰——这样做是不会让炉子重新燃烧起来的,真正有效的办法是再往里面加点煤。对于太阳来说,就是再往太阳上注入大量氢燃料才行。这显然不是引爆几颗核弹可以搞定的。

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电影应该是把地球表面所有可得到U235捏成曼哈顿(美国人拿自己最熟悉的地方打比方很正常)这么大的两坨东西。至于效果,想起一个刚在别的论坛看到的回复:现在的人类这种蝼蚁就算使劲破坏,也不够让地球甚至月球本身多看你一眼。
貌似汶川地震能量相当于三位数的氢弹来着……

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大概是想搞一次人工氦闪,让太阳回光返照一下,给人类一个苟言残喘的机会,以期能够发展到无需太阳也可生存的程度?

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毁灭的时候慢慢熄灭的恒星是红矮星,这些星球没有红巨星阶段,只会慢慢熄灭(因为它们绝对对流,不可能让氦在中心堆积)


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