地球正在远离太阳,而最后又会撞向太阳?这是为什么?

目前来说地球正在远离太阳,但是并不会一直远离,在未来又会慢慢的螺旋靠近太阳,最终和我们的母恒星融合。那么为什么会出现这种情况呢?今天远离的原因是什么?未来靠近的原因又是什么?

我们知道地球无时无刻不再宇宙中绕太阳运行,而且我们还认为地球所形成的轨道是一个椭圆、封闭并且稳定的轨道,但是如果我们仔细测量地球轨道距离太阳的平均距离就会发现,每年地球平均远离太阳1.5公分。这种远离的现象会一直保持到未来大约50亿年以后。

这个时间是不是让你想到了太阳此时会变为红巨星!是的,没错!太阳在变成红巨星以后,肯定会吞没水星和金星,这一点我们十分确定,但是目前关于会不会吞没地球,一直没有定论,有可能会也有可能不会,那么如果没有吞没地球的话,在随后的数万亿年间,地球又会以更加缓慢的速度螺旋靠近太阳。

1543年开普勒《天体运行论》的出版推翻了地心说创立了日心说,为人们首次清楚的、准确的描述了太阳各大天体的运行规律,在1687年,牛顿引力定律的发表,也印证了开普勒三大定律的正确性,并且解释了天体运行的本质原因。但是开普勒三大定律和牛顿引力的结合,对天体运行的描述只不过是真实情况的近似值,我们宇宙真正的运行规律受到了爱因斯斯坦广义相对论的支配。爱因斯坦的理论是地球最后撞向太阳的真正原因。下面先说下为何地球目前正在远离地球。

地球目前远离太阳的原因

地球在太空运行受到的最大引力就是来自太阳的引力,如果太阳引力减小,地球轨道势必会远离太阳,太阳引力增加,轨道就会减小。所以我们就要看,太阳的引力是增加还是减小。太阳从诞生开始,点燃核心的核聚变到今天,一直在发光发热,那么能量的消散就会消耗质量,这一点我们可以从爱因斯坦的E=mc^2得知。

在太阳核心每时每刻都会在巨大的温度和压力下,将轻元素融合成重元素,简单的过程就是:将四个氢元素融合成氦-4,这个过程中就会释放大量的能量,因为氦-4的质量要比四个质子轻0.7%。

每一秒太阳会通过核聚变损失400万吨的质量,而且损失质量的过程还会加剧,因为在不断地核聚变中,太阳核心的氦会持续不断地堆积,并且导致核心质量增大升温,核聚变会愈发地剧烈,导致损失质量的速度会越来越快,从太阳诞生到今天已经损失了一个土星的质量。因此,地球的轨道一直在以很小的距离向外扩张。

除了太阳核聚变损失质量的因素以外,地球在轨道运行期间还会和太空中的尘埃碰撞,减小轨道速度,不过这个效应非常小,基本可以忽略不计,但在太阳系早期,行星盘的尘埃和碎片摩擦力会导致行星运行速度大幅降低,使得行星向内螺旋靠近太阳。

除了尘埃,还有太阳风粒子的存在,太阳由于喷射太阳风粒子,每年会损失大约18000吨的质量,不过这个质量对于太阳来说完全可以忽略不计。但是当太阳变为红巨星的话,届时太阳会将大量的质量喷射出去,并且损失太阳总质量的33%,因此在太阳红巨星的末期,地球会快速远离太阳。

总结起来就是:在太阳系早期行星会因为受到摩擦力靠近太阳,但是当一切稳定后,由于太阳质量的损失(核聚变和太阳风),行星又会远离太阳,在太阳进入红巨星以后,由于向宇宙空间抛洒大量的质量,导致严重的质量损失,行星会以更大的幅度和速度远离太阳。不过到这里并没有完,接下来就是见证奇迹的时刻,行星以更加缓慢的速度又开始靠近太阳,这时怎么回事呢?

太阳的红巨星阶段

上文说了,在核聚变持续进行的同时,大量的氦就被堆积在了核心,并且逐渐的升温和升压,当核心温度压力足够大时,就会点燃核心氦聚变,由于氦聚变释放的能量更加猛烈就会造成太阳引力和辐射压力失去平衡,辐射压力占据上风的话,就会使得核心外层的大量物质被吹散膨胀。

到这时,水星和金星肯定会被太阳吞没,但是地球说不准,如果地球的轨道能够远离目前轨道的15%以上,那么地球就有可能存活,如果没有那么地球就危在旦夕。不过,不管怎么样,地球都会被烤成一个火球,生物根本没法生存。

假如地球建在,它会在未来靠近太阳

如果地球在太阳红巨星阶段有幸存活了下来,那么接下来爱因斯坦的引力辐射就会主导地球的轨道。因为在宇宙中,当两个质量源互相围绕运行时,就会发出引力辐射,而引力辐射就会带走轨道能量,两个天体就会螺旋靠近对方。

在太阳变成白矮星之前,由于质量损失造成的轨道外移效应更大,所以一直不去考虑引力辐射的作用,但是当太阳变为白矮星以后,质量损失就会停止,所以唯一起作用的就是引力辐射了。

由于白矮星和地球的质量都非常小,并且距离也非常的大,地球将在长达10^26年的时间尺度上,才能撞向太阳的残骸。这个时间相当于宇宙现今年龄的10万亿倍。届时太阳的残留核心白矮星也会冷却成不发出任何光线的黑矮星。

以上就是地球外来的可能命运。