如果太陽(yáng)被壓縮到地球大小，人類文明還能存續(xù)嗎？

本文基于回答網(wǎng)友問(wèn)題，見(jiàn)截圖：

這個(gè)問(wèn)題有違科學(xué)常識(shí)。自然界或者任何非自然力量都不可能讓太陽(yáng)“平移”到一個(gè)地球大小的體內(nèi)，粒子還保持著被移動(dòng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還保持組分不變。

太陽(yáng)的組成物質(zhì)主要是氫和氦，占整個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的98%以上，其他更重元素只占不到2%。由于溫度很高，太陽(yáng)物質(zhì)是以等離子態(tài)存在，平均密度只有1.4g/cm^3。如果將其壓縮到地球大小，密度就加大了130萬(wàn)倍，從現(xiàn)在約為1.4g/cm^3，提高到1800kg/cm^3。

讓太陽(yáng)壓縮130萬(wàn)倍，需要極其恐怖的壓力，壓縮過(guò)程物質(zhì)的狀態(tài)自然隨之改變，怎么可能還保持之前狀態(tài)不變、組分不變呢？

讓太陽(yáng)壓縮到地球大小的壓力，只存在于恒星演化末期，且只有太陽(yáng)類恒星才能做到。

太陽(yáng)質(zhì)量8倍以上的恒星和小于太陽(yáng)質(zhì)量0.8倍的恒星，演化末期核心壓力都不會(huì)留下地球大小的天體，這是另一個(gè)話題，本文就不展開說(shuō)了。因此，只有太陽(yáng)質(zhì)量0.8到8倍的恒星（后面成類太陽(yáng)恒星），在演化末期才剛好具備這種壓力。

類太陽(yáng)恒星演化末期，當(dāng)核心的氫核聚變熄滅后，突然失去了抵御引力壓的核心輻射壓，維持主序星穩(wěn)定的平衡打破了，恒星自身引力讓外部物質(zhì)向內(nèi)急劇坍縮，形成巨大引力收縮壓，這種坍縮壓力高達(dá)令人恐怖的1.9*10^22Pa，也就是1.9億億個(gè)大氣壓。

在這種壓力下原子也被壓縮了，物質(zhì)被更緊密的擠在一起，核心就誕生了一顆高致密天體~白矮星。白矮星的典型體積就是約地球大小，換句話說(shuō)，只有在如此的高壓下，太陽(yáng)這么大的質(zhì)量，才能夠被壓縮成一個(gè)地球大小。

目前地球上自然界最大壓力在地核，約360萬(wàn)個(gè)大氣壓；在實(shí)驗(yàn)室人工制造出的最大瞬間壓力為1000萬(wàn)個(gè)大氣壓，將太陽(yáng)壓縮成地球大小的壓力，是這個(gè)最大瞬間壓力的190億倍。

在這種壓力下，原子被壓碎了，核外電子成為自由電子，原子核則被擠壓在一片電子海洋中，原子體積被壓縮了數(shù)十萬(wàn)倍，此時(shí)，泡利不相容原理就生效了。所謂泡利不相容原理，是量子力學(xué)中的一條基本規(guī)律，是指由費(fèi)米子（如電子、質(zhì)子、中子）組成的系統(tǒng)中，任何兩個(gè)或多個(gè)費(fèi)米子不能處于完全相同的量子態(tài)。

這樣，電子為了不擠在同一個(gè)量子態(tài)，相互之間產(chǎn)生一種不依賴溫度的量子斥力，這種斥力被稱為電子簡(jiǎn)并壓力。白矮星就是依靠電子簡(jiǎn)并壓支撐著自身天體形態(tài)，其體積正好約為地球大小。

在自然界，太陽(yáng)類恒星在演化末期會(huì)膨脹成巨大的紅巨星，外圍氣體物質(zhì)會(huì)逐漸拋撒到太空，損失部分質(zhì)量。太陽(yáng)最終留下的白矮星，質(zhì)量只有之前的0.5~0.6倍，因此這顆白矮星的密度約為1000kg/cm^3。

一般來(lái)說(shuō)，要太陽(yáng)質(zhì)量5~7倍的恒星，死亡后留下的白矮星質(zhì)量才會(huì)達(dá)到1倍太陽(yáng)質(zhì)量，這種白矮星的密度將達(dá)到1800kg/cm^3以上。這種白矮星的表面重力將達(dá)到3.27*10^6m/s^2，是地球原重力9.8m/s^2的33萬(wàn)倍；表面逃逸速度將達(dá)到6500kg/s，是光速的20%以上，任何靠近的物體，都無(wú)法逃脫。

那么，如果太陽(yáng)突然變成了白矮星，對(duì)太陽(yáng)系和地球會(huì)有一個(gè)什么影響呢？

看過(guò)時(shí)空通訊文章的朋友都知道，引力大小是與相互作用兩個(gè)天體的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間質(zhì)點(diǎn)的距離平方成反比。因此，太陽(yáng)質(zhì)量1：1變成白矮星后，其引力并沒(méi)發(fā)生改變，而依靠太陽(yáng)引力形成的太陽(yáng)系，結(jié)構(gòu)自然會(huì)依然穩(wěn)定，各大行星與衛(wèi)星、矮行星、小行星，以及柯依伯帶乃至奧爾特云帶的冰質(zhì)天體等，運(yùn)行軌跡不會(huì)改變。

似乎一切看起來(lái)都相安無(wú)事，但實(shí)際上一切都將改變。

最大的改變就是失去了光明和溫度，隨之而來(lái)的就是黑暗和極寒。

有人可能會(huì)疑惑，白矮星剛形成時(shí)表面溫度高達(dá)8萬(wàn)到10萬(wàn)K，是太陽(yáng)表面溫度的十幾二十倍，為啥會(huì)黑暗極寒呢？其實(shí)這個(gè)并不難理解：白矮星只有地球大小，體積只是現(xiàn)在太陽(yáng)的130萬(wàn)分之一，表面積只有太陽(yáng)的1.2萬(wàn)分之一，能量和光度自然就大大縮水了。

而且，白矮星的輻射頻譜與太陽(yáng)已經(jīng)完全不同了。太陽(yáng)的電磁輻射波段分配比例為：紅外加可見(jiàn)光波段約占90%，紫外和高能光波段只占約10%；而白矮星則是：紅外和可見(jiàn)光波段只占5%，紫外和軟X射線等高能輻射占據(jù)了95%。

只有紅外和可見(jiàn)光才能帶來(lái)溫暖與光明。白矮星只有少得可憐的紅外和可見(jiàn)光波段，其極紫外和軟X射線等高能輻射，不但沒(méi)有熱效應(yīng)，而且破壞力強(qiáng)，不僅不能保暖，反而會(huì)像一把鋒利的手術(shù)刀，直接剝離幸存行星的大氣層，并轟擊地表。

太陽(yáng)變成白矮星后，即便距離較近的各大行星也無(wú)法再接受到熱輻射，且晝昏夜暗。這就是讓整個(gè)太陽(yáng)系快速冷卻，最終凍結(jié)的原因。迄今為止，整個(gè)太陽(yáng)系只有地球上存在生命，因此，其他星球只是物理狀態(tài)的改變，地球則面臨著末日災(zāi)難：生態(tài)大滅絕直至生命終結(jié)。

沒(méi)有了陽(yáng)光照耀，雖然處于黑暗中，但在地球上依然可以區(qū)分白天黑夜。因?yàn)榘装堑墓舛冗€有太陽(yáng)的百分之一，視星等可達(dá)-21.74等，這種亮度比滿月-12.7等要亮4000多倍，比最亮的星星金星-4.6等要亮700多萬(wàn)倍。

但由于白矮星極小，只能看到極其刺眼的一個(gè)針尖般大小的藍(lán)色亮點(diǎn)。這個(gè)亮點(diǎn)，會(huì)將地球表面照度達(dá)到約600~800 lux，相當(dāng)現(xiàn)在白天室內(nèi)的亮度，看書和走路都沒(méi)有問(wèn)題，山水都能看清輪廓。

不過(guò)這種光是冷藍(lán)色強(qiáng)光，雖然亮度夠用，但無(wú)任何熱感，整個(gè)白晝呈現(xiàn)一種詭異陰森狀，猶如影視中的地獄景象：天空漆黑、所有物體都呈現(xiàn)慘白狀，陰影也是幽幽藍(lán)色，綠色植物與一切物體都是灰白發(fā)青的色調(diào)。

這是光熱徹底剝離的光，雖然有光，但世界冰冷。不過(guò)，此時(shí)倒是觀星的好時(shí)候，沒(méi)有了陽(yáng)光、燈光和大氣的干擾，天上繁星比現(xiàn)在任何時(shí)候都要清晰和明亮。問(wèn)題是那個(gè)時(shí)候，還有觀星者嗎？

災(zāi)變大致會(huì)遵循如下過(guò)程：

從太陽(yáng)突然變成白矮星的那一刻，紅外供暖和光照被突然切斷，此后地表就只有散熱而無(wú)接收，全球氣溫開始斷崖式下跌；失去持續(xù)熱源，大氣環(huán)流、季風(fēng)、洋流快速停滯，極端氣候?yàn)?zāi)難肆虐全球；白矮星的高能射線擊穿高層大氣，臭氧層被破壞，地表失去防護(hù)；沒(méi)有了陽(yáng)光，光合作用停止，植物立刻停止生長(zhǎng)枯萎死亡，海洋浮游生物也大規(guī)模死亡，陸地和海洋的基礎(chǔ)食物鏈都斷裂。

之后一個(gè)月內(nèi)，食草動(dòng)物大量死亡，食肉動(dòng)物緊隨其后相繼滅絕；氣溫持續(xù)暴跌，白天降到零下，夜晚極寒，海面開始大面積結(jié)冰；10年內(nèi)，復(fù)雜陸地生命清零，氣溫降至-70℃~-120℃，大陸逐漸被冰殼覆蓋；100年內(nèi)，海洋冰層加厚至數(shù)十米，大氣逐步稀薄化，中淺層魚類、珊瑚等生物全部滅絕。

隨后的1000年，全球平均氣溫逐步降至并穩(wěn)定在 ?200℃ 上下；地表被厚層冰殼包裹，所有液態(tài)水永久消失；地表細(xì)菌、微生物全部被凍死，生命絕跡；僅剩兩類生命茍活：地下數(shù)千米巖層深處、依靠地?zé)峄苌娴臉O端微生物；深海海底熱泉附近，依靠地球內(nèi)部余熱存續(xù)嗜熱微生物。

那么人類在這種劇變的環(huán)境中，還有生存機(jī)會(huì)嗎？

極大概率：滅絕；極小的概率：留種。

生存在地表的人類，沒(méi)有任何能力能撐過(guò)三五年。因?yàn)樵谌迥陜?nèi)，農(nóng)業(yè)完全崩潰，糧食生產(chǎn)絕跡；極端低溫摧毀所有城市基礎(chǔ)設(shè)施、能源管網(wǎng)、水電系統(tǒng)；極端氣候肆虐，冰封、缺氧區(qū)域擴(kuò)張，常規(guī)人類生存體系完全瓦解。

三五年后能夠繼續(xù)生存的，只能在深層地底下。前提條件是，災(zāi)難發(fā)生前，或者災(zāi)難發(fā)生幾年內(nèi)，能夠建立起深層地下避難所，這個(gè)避難所必須具備：采用地心地?zé)峁┡蚝四苡谰霉╇?，維系密閉循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，具備人工光源種養(yǎng)殖基地，可以隔絕白矮星高能輻射與地表冰封環(huán)境等。

如果具備以上條件，小規(guī)模封閉社群或許能夠穩(wěn)定生存一段時(shí)間，但必須盡快尋找出路，否則資源、繁衍都將受到嚴(yán)重威脅，且隨著文明退化，很快還是滅絕。憑人類文明現(xiàn)在水平，這種情況近乎異想天開，或者說(shuō)即便有這個(gè)能力，在那種大滅絕背景下，這種“少數(shù)人的天堂”，也很難被將要死去的蕓蕓眾生允許存在。

還有一個(gè)保留人類種子的途徑，就是星際殖民。但說(shuō)說(shuō)大話可以，實(shí)現(xiàn)的概率幾乎為零。因?yàn)樵谶@種災(zāi)難面前，即便移民火星也難以茍活，只能飛出太陽(yáng)系，尋找另一顆可以給人類溫暖的恒星。但憑現(xiàn)在的人類科技水平，飛出太陽(yáng)系還只是夢(mèng)想，連科幻也算不上。

而且，災(zāi)變留給人類的時(shí)間窗口很短，最多只有幾年，失去太陽(yáng)能源后，全球工業(yè)快速崩塌，火箭、航天開發(fā)系統(tǒng)會(huì)很快停擺，衛(wèi)星等遙測(cè)設(shè)備早就被毀損，拿什么出逃呢？

人類文明發(fā)展至今，可以上天可以入地，從微觀粒子到宏觀天體，似乎已經(jīng)很了不得了，但在大在宇宙級(jí)災(zāi)難面前，依然渺小得不值一提。所以，只有致力發(fā)展科技，盡快提升文明等級(jí)，走向深空，早日飛出太陽(yáng)系，人類才有更多的存活與延續(xù)機(jī)會(huì)。

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