南极|我们能用巨大的推进器改变地球的轨道吗?


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据国外媒体报道 , 将我们的地球迁移到一个更安全的轨道上 , 或许是在所有冰川融化之后保护地球生命的唯一方法 。 在已知的宇宙历史中 , 地球最稳定的属性之一就是其围绕太阳运行的轨道 。 在过去的45亿年 , 即使发生了一系列奇妙的事件——大规模撞击、月球形成、地球自转持续放缓以及生命的出现等——地球围绕太阳的轨道也几乎没有变化 。
甚至如果我们考虑太阳系和银河系中所有其他物体的引力影响 , 地球也仍有超过99%的可能性继续保持原有轨道 , 不会发生任何可察觉的变化 。
从长远来看 , 这将给整个地球带来一场无法避免的灾难 。 即使是全球变暖所造成的最坏情况 , 包括温室气体浓度不受控制地上升 , 导致严重的气温上升和地球上所有极地冰川的融化等 , 与太阳辐射最终造成的后果相比也显得苍白无力 。 如果地球轨道没有显著的变化 , 不断增加的太阳能量输出将在未来10到20亿年内蒸发掉地球上所有的海洋 , 可能会杀死地球上所有的生命 。
有没有办法让地球摆脱这种命运?答案是肯定的 , 那就是改变地球的轨道 , 将我们的星球家园迁移到太阳系的另一个位置 。 这可能是我们最后 , 也是最理想的希望 。 也许我们需要在南极建造一台巨大的推进器 , 才能最终拯救整个地球 。
美国国家航空航天局喷气推进实验室的NEXIS离子推进器是一个长期推进器的原型 , 可以在很长的时间尺度上移动大质量物体 。
当太阳变成一颗真正的红巨星时 , 地球本身可能都会被吞没 , 并且肯定会经历前所未有的炙烤 。 然而 , 如果我们能在此之前让地球远离太阳 , 不仅能避免地球被吞没 , 地球上的生命也能再延续数十亿年 。
环境问题
这是我们现在所见到的太阳 , 它的温度、能量输出和与地球的距离决定了地球仍处于宜居状态 。 随着太阳能量输出的增加 , 我们必须把地球移到距离太阳更远的轨道上 , 否则太阳辐射的增加将会使所有海洋蒸发 。
如果你认为我们当前正在经历的全球变暖已经非常糟糕 , 那你或许可以了解一下太阳可能给未来的地球带来什么影响 。 今天 , 地球气候变化和气温上升的主要原因与太阳无关 , 而是由工业革命以来人类活动造成的大气变化所驱动的 。 人类向大气中排放了大量温室气体(主要是二氧化碳和甲烷) , 加上水汽浓度长期的反馈驱动 , 使地球的能量收支在过去近200年间发生了巨大变化 。
在寒冷的天气里盖上毯子 , 可以帮助人体更好地保存体内的热量 , 防止热量被辐射出去;与此类似 , 大气中温室气体的增加也有助于地球保持热量 。 正如2021年诺贝尔物理学奖得主真锅淑郎在50年前提出的那样 , 二氧化碳浓度增加一倍会导致地球温度上升2摄氏度甚至更高;在最坏的情况下 , 温室气体增加会导致地球上所有极地冰川在几千年内融化 。 当然 , 地球历史上并不是没有出现过完全无冰的情况 , 但这对如今地球上的人类和其他生命而言却是非常糟糕的 。
不过 , 随着时间的推移 , 太阳可能会给地球带来更严重的影响 。 在太阳内部 , 核聚变只发生在核心 , 那里的温度超过400万K;在核的最中心 , 温度可高达1500万K(相比之下 , 太阳表面的温度约为5800K) , 那里的核聚变反应速率会随温度升高而迅速增大 。 但随着时间的推移 , 问题来了:
不同温室气体排放场景的预测 , 以及它们到2100年将导致的变暖程度 。 请注意 , 任何更乐观的场景都需要二氧化碳排放量显著而迅速地下降 , 但这一点目前还无法实现 。
距离光源越远 , 辐射通量就越小 。 图中显示了亮度与距离呈平方反比关系 。
1)太阳核心将相当数量的氢转化为氦;
2)氦在内核中聚集 , 但此时还不能进一步聚变;