2015-12-14心靈 題主很有想象力。不過人為延長太陽生命的作法我覺得實際意義不大。 首先,要延長太陽的壽命,應該縮小它的質素,而不是增加。大質素的恒星核反應非常劇烈,一方面迅速消耗燃料,另一方面外層的氫很難進入內部參加反應,所以在很短的時間內就會以超新星爆炸的方式結束生命,而最後消耗掉的燃料往往不到一半。質素特別巨大的藍巨星,在幾百萬年之內就會走向生命的盡頭。 上面的表格顯示了恒星質素與壽命的大致關系。可見,如果我們把太陽的質素縮小到現在質素的1/10,它的壽命可以延長到現在壽命的100倍。這算是個好訊息吧,至少我們不用奔波幾個光年去給太陽運燃料了。 要獲得顯著的生命延長,至少要把太陽縮小到現有質素的一半以下。這樣,太陽就變成了一顆紅矮星(見上面第一幅圖)。 太陽質素降低了以後,重力大大下降。現有的行星軌域都會向外漂移。我們來做一個大致的計算。 在距離太陽R的地方,太陽的脫離速度是\sqrt{\frac{2GM}{R} } 。質素下降1/2,脫離速度降到原來的 \frac{1}{\sqrt{2}} 。地球軌域的脫離速度現在是42.1km/s,太陽變小後就會變成29.77km/s,這個速度與地球現在的公轉速度(29.8km/s)幾乎相等了。所以地球就會飛到離太陽很遠的地方,甚至可能會離開太陽系,成為一顆流浪行星。至於地球軌域外的火星,土星,木星等等,應該早就不辭而別了。如果把太陽質素降到一半以下,水星和金星也留不下來。 同時,紅矮星太陽的能量輸出大不如前,太陽系的可居帶肯定要移動到離太陽很近的位置。所以,我們必須把地球向內移動,緊貼著太陽以獲得和現在相當的熱量。好在內層軌域已經空出來了,我們把地球搬過去就行。 要縮小地球公轉半徑,必須降低公轉速度。這個任務難度不小,一個可能的辦法可以參考 人類現今科技能否、怎麽淪陷地球? - Mandelbrot 的回答 。如果將來人類的 科技可以操縱大號的小行星,這個行程可以大大縮短。但是這件事要在太陽變小的過程中進行,不然等到最後太陽系空空蕩蕩,沒有任何行星可以用。 最後,地球來到了理想的軌域,人類是不是就可以在那賴恩居樂業了呢?問題還很多。首先,因為離太陽太近,地球很快就會被潮汐釘選,結果是一面是永遠的白天,另一面是永遠的黑夜,這對地球來說是一個滅絕性的災難( 潮汐釘選後的地球是什麽樣的? - Mandelbrot 的回答 )。另一個災難來自紅矮星太陽。紅矮星非常不穩定。它的表面常常布滿黑子,能量輸出下降到平常的40%一下。也有可能在幾分鐘 內爆發出狂亂的烈焰,把地球向陽面烤焦。人類可能只能住在地下。最後,紅矮星的能量輻射基本上是紅外線,可見光很少,所以即使在地面,我們也將生活在黑暗之中。 總之,如果人類文明真能延續到太陽變成紅巨星的那一天,還是趕緊收拾細軟 跑路比較靠譜。 ----------- 再胡扯幾句。如果人類真的走投無路,只能搬到紅矮星旁邊去茍延殘喘,用什麽方法才能降低太陽的質素呢?用一個大型吸塵器去吸走太陽的氫估計不可行。我能想到唯一的辦法就是黑洞。也許 數億年後的人類可以制造小型的黑洞,把它送到太陽旁邊,吸收掉太陽大半的質素,然後把黑洞送到太陽系外遠遠的丟掉,免得它哪天溜達回來。 圖片來自 Star Black Hole Sucked 這種方法的第一個難題就是制造黑洞。理論上現在的大型強子對撞機就有可能制造出微型黑洞,但是這樣的黑洞太小,還沒來得及吃下第一口食物就在霍金輻射作用下灰飛煙滅了。也許Kugelblitz(球形閃電)黑洞是一個可行的辦法:把高能量的激光匯聚到一點,可以把時空扭曲到一定程度,形成黑洞。如果能量足夠高的話,這個黑洞可以達到一個可觀的尺寸。 那麽要多大的黑洞才能完成天狗吃太陽的壯舉呢?這裏( astrophysics )有一個例子,說明即使質素達到月球1/100的黑洞,它的視界半徑也不到1微米。由於嘴太小,它的吞噬能力也是小的可憐。要培養出一個有用的黑洞,恐怕要消耗掉一個像金星那樣的大家夥才夠用。靠它自己吃肯定是不行的,這個嬰兒黑洞只能吃嬰兒食品,我們需要把金星打碎了變成粒子流瞄準它的嘴餵進去。這種事當然不能在地球上幹,幹脆就放到金星軌域上面去。我估計將來會出現一門「黑洞飼養學」。 最後,黑洞養大了,怎麽把它送到太陽上面去呢?黑洞這東西可是摸不得也碰不得,怎麽運輸呢?對於微小黑洞,可以餵它吃一些電子,這樣它就帶上了負電。這樣我們就可以用電場把它裝起來帶走。但是對於一個吃掉了金星的大黑洞,這個方法就不適用了。另一個辦法是在黑洞長大的過程中就逐漸改變它的軌域,讓它邊走邊長。長到足夠的大小,它也走到地方,可以開始吃太陽了。 等它吃得差不多了,最大的難題就來了:怎麽把這個埋頭猛吃的黑洞牽走?它自己肯定不吃完太陽不會停嘴的。 吃掉大半個太陽的黑洞雖然體積 不大,但是質素卻大得驚人。我想曲率引擎有可能是個辦法。曲率引擎透過改變空間的曲率,制造一個獨立的時空泡,看起來對泡泡裏貨物的質素沒有什麽要求,那麽在裏面裝一個黑洞應該也照樣跑。不過,即使這個辦法理論上成立,要把一個吃得正歡的黑洞裝進去也不容易。而且黑洞本身就是空間的極度扭曲,對曲率引擎的幹擾也是個問題。多做幾個小黑洞,每次少吃點應該可以降低一些技術難度。 -------------------- 其實,一種更好的方法可能是把太陽分裂成多個紅矮星。具體過程可以參考 太陽在變成紅巨星之前(逐漸變熱,外圍膨脹到地球軌域),人類有什麽辦法回避,並生存下來? - 知乎
題主很有想象力。不過人為延長太陽生命的作法我覺得實際意義不大。 首先,要延長太陽的壽命,應該縮小它的質素,而不是增加。大質素的恒星核反應非常劇烈,一方面迅速消耗燃料,另一方面外層的氫很難進入內部參加反應,所以在很短的時間內就會以超新星爆炸的方式結束生命,而最後消耗掉的燃料往往不到一半。質素特別巨大的藍巨星,在幾百萬年之內就會走向生命的盡頭。 上面的表格顯示了恒星質素與壽命的大致關系。可見,如果我們把太陽的質素縮小到現在質素的1/10,它的壽命可以延長到現在壽命的100倍。這算是個好訊息吧,至少我們不用奔波幾個光年去給太陽運燃料了。 要獲得顯著的生命延長,至少要把太陽縮小到現有質素的一半以下。這樣,太陽就變成了一顆紅矮星(見上面第一幅圖)。 太陽質素降低了以後,重力大大下降。現有的行星軌域都會向外漂移。我們來做一個大致的計算。 在距離太陽R的地方,太陽的脫離速度是\sqrt{\frac{2GM}{R} } 。質素下降1/2,脫離速度降到原來的 \frac{1}{\sqrt{2}} 。地球軌域的脫離速度現在是42.1km/s,太陽變小後就會變成29.77km/s,這個速度與地球現在的公轉速度(29.8km/s)幾乎相等了。所以地球就會飛到離太陽很遠的地方,甚至可能會離開太陽系,成為一顆流浪行星。至於地球軌域外的火星,土星,木星等等,應該早就不辭而別了。如果把太陽質素降到一半以下,水星和金星也留不下來。 同時,紅矮星太陽的能量輸出大不如前,太陽系的可居帶肯定要移動到離太陽很近的位置。所以,我們必須把地球向內移動,緊貼著太陽以獲得和現在相當的熱量。好在內層軌域已經空出來了,我們把地球搬過去就行。 要縮小地球公轉半徑,必須降低公轉速度。這個任務難度不小,一個可能的辦法可以參考 人類現今科技能否、怎麽淪陷地球? - Mandelbrot 的回答 。如果將來人類的 科技可以操縱大號的小行星,這個行程可以大大縮短。但是這件事要在太陽變小的過程中進行,不然等到最後太陽系空空蕩蕩,沒有任何行星可以用。 最後,地球來到了理想的軌域,人類是不是就可以在那賴恩居樂業了呢?問題還很多。首先,因為離太陽太近,地球很快就會被潮汐釘選,結果是一面是永遠的白天,另一面是永遠的黑夜,這對地球來說是一個滅絕性的災難( 潮汐釘選後的地球是什麽樣的? - Mandelbrot 的回答 )。另一個災難來自紅矮星太陽。紅矮星非常不穩定。它的表面常常布滿黑子,能量輸出下降到平常的40%一下。也有可能在幾分鐘 內爆發出狂亂的烈焰,把地球向陽面烤焦。人類可能只能住在地下。最後,紅矮星的能量輻射基本上是紅外線,可見光很少,所以即使在地面,我們也將生活在黑暗之中。 總之,如果人類文明真能延續到太陽變成紅巨星的那一天,還是趕緊收拾細軟 跑路比較靠譜。 ----------- 再胡扯幾句。如果人類真的走投無路,只能搬到紅矮星旁邊去茍延殘喘,用什麽方法才能降低太陽的質素呢?用一個大型吸塵器去吸走太陽的氫估計不可行。我能想到唯一的辦法就是黑洞。也許 數億年後的人類可以制造小型的黑洞,把它送到太陽旁邊,吸收掉太陽大半的質素,然後把黑洞送到太陽系外遠遠的丟掉,免得它哪天溜達回來。 圖片來自 Star Black Hole Sucked 這種方法的第一個難題就是制造黑洞。理論上現在的大型強子對撞機就有可能制造出微型黑洞,但是這樣的黑洞太小,還沒來得及吃下第一口食物就在霍金輻射作用下灰飛煙滅了。也許Kugelblitz(球形閃電)黑洞是一個可行的辦法:把高能量的激光匯聚到一點,可以把時空扭曲到一定程度,形成黑洞。如果能量足夠高的話,這個黑洞可以達到一個可觀的尺寸。 那麽要多大的黑洞才能完成天狗吃太陽的壯舉呢?這裏( astrophysics )有一個例子,說明即使質素達到月球1/100的黑洞,它的視界半徑也不到1微米。由於嘴太小,它的吞噬能力也是小的可憐。要培養出一個有用的黑洞,恐怕要消耗掉一個像金星那樣的大家夥才夠用。靠它自己吃肯定是不行的,這個嬰兒黑洞只能吃嬰兒食品,我們需要把金星打碎了變成粒子流瞄準它的嘴餵進去。這種事當然不能在地球上幹,幹脆就放到金星軌域上面去。我估計將來會出現一門「黑洞飼養學」。 最後,黑洞養大了,怎麽把它送到太陽上面去呢?黑洞這東西可是摸不得也碰不得,怎麽運輸呢?對於微小黑洞,可以餵它吃一些電子,這樣它就帶上了負電。這樣我們就可以用電場把它裝起來帶走。但是對於一個吃掉了金星的大黑洞,這個方法就不適用了。另一個辦法是在黑洞長大的過程中就逐漸改變它的軌域,讓它邊走邊長。長到足夠的大小,它也走到地方,可以開始吃太陽了。 等它吃得差不多了,最大的難題就來了:怎麽把這個埋頭猛吃的黑洞牽走?它自己肯定不吃完太陽不會停嘴的。 吃掉大半個太陽的黑洞雖然體積 不大,但是質素卻大得驚人。我想曲率引擎有可能是個辦法。曲率引擎透過改變空間的曲率,制造一個獨立的時空泡,看起來對泡泡裏貨物的質素沒有什麽要求,那麽在裏面裝一個黑洞應該也照樣跑。不過,即使這個辦法理論上成立,要把一個吃得正歡的黑洞裝進去也不容易。而且黑洞本身就是空間的極度扭曲,對曲率引擎的幹擾也是個問題。多做幾個小黑洞,每次少吃點應該可以降低一些技術難度。 -------------------- 其實,一種更好的方法可能是把太陽分裂成多個紅矮星。具體過程可以參考 太陽在變成紅巨星之前(逐漸變熱,外圍膨脹到地球軌域),人類有什麽辦法回避,並生存下來? - 知乎