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太陽(yáng)1秒鐘的能量就夠人類用66萬(wàn)年,但在宇宙中這并不算什么

來(lái)源:hao123百家號(hào)     時(shí)間:2022-02-25 18:42:12

每時(shí)每刻,太陽(yáng)都在向宇宙空間中釋放能量,而地球只得到了其中的極小一部分,生命就可以在地球上生生不息,那太陽(yáng)的能量具體有多大呢?其實(shí)這可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的。

由于太陽(yáng)向各個(gè)方向釋放出的能量在整體上都是均勻的,因此我們只需要測(cè)量出單位時(shí)間內(nèi),太陽(yáng)在地球軌道上單位面積的輻射量,再將其與以太陽(yáng)為中心,日地距離為半徑的圓的表面積相乘,就可以得到太陽(yáng)在單位時(shí)間內(nèi)釋放出的總能量。

通過(guò)上述方法,科學(xué)家得出的結(jié)果是:平均每1秒,太陽(yáng)就會(huì)釋放出大約3.828 x 10^26焦耳的能量。什么概念呢?這樣說(shuō)吧,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,人類目前每年消耗的總能量大約為5.8 x 10^20焦耳,也就是說(shuō),如果以此數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算,那么太陽(yáng)1秒鐘的能量就夠人類用66萬(wàn)年之久。

對(duì)于我們?nèi)祟惗?,太?yáng)的能量可以說(shuō)是非常巨大的,但在宇宙中,這并不算什么,畢竟太陽(yáng)只不過(guò)是一顆普通的恒星,宇宙中能量比太陽(yáng)更大的恒星多的是。需要知道的是,恒星在正常情況下釋放的能量其實(shí)也不算什么,而說(shuō)到宇宙中的極端能量爆發(fā)事件,無(wú)疑就是伽馬射線暴了。

早在1967年,人類就通過(guò)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn),宇宙空間中某一方向的伽瑪射線的強(qiáng)度會(huì)突然出現(xiàn)暴增,然后又迅速衰減,隨后這種現(xiàn)象被命名為“伽馬射線暴”(Gamma Ray Burst,簡(jiǎn)稱GRB)。

在接下來(lái)的幾十年的時(shí)間里,人類又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千次伽馬射線暴,大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,它們的顯著特征就是持續(xù)時(shí)間較短(一般為0.1秒至1000秒),但釋放的能量卻強(qiáng)大得令人難以置信,為了說(shuō)明這一點(diǎn),我們不妨來(lái)看一個(gè)具體的例子。

編號(hào)為“GRB 971214”的伽馬射線暴是已知最強(qiáng)的伽馬射線暴之一,它由“BeppoSAX”衛(wèi)星和“CGRO”衛(wèi)星于1997年12月24日發(fā)現(xiàn)。

觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,“GRB 971214”的發(fā)射源與我們的距離大約為120億光年,即使隔著如此遙遠(yuǎn)的距離,它在伽馬射線波段的亮度依然異常明亮,根據(jù)研究人員的描述,在短短的數(shù)秒之內(nèi),它的亮度就與除它以外的整個(gè)可觀測(cè)宇宙相當(dāng)。

研究人員根據(jù)爆發(fā)的距離和觀測(cè)到的亮度計(jì)算出,“GRB 971214”釋放出能量,相當(dāng)于整個(gè)銀河系200年的輻射能量之和。

(上圖是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在“GRB 971214”爆發(fā)后4個(gè)月拍攝的,箭頭所指的那個(gè)暗淡的星系就是“GRB 971214”的源頭)

由此可見(jiàn),盡管太陽(yáng)1秒鐘的能量就夠人類用66萬(wàn)年,但與伽馬射線暴相比,太陽(yáng)的能量根本就不算什么,若以人類目前的能量消耗水平來(lái)計(jì)算的話,恐怕到了宇宙終結(jié)之時(shí),人類都用不完一次伽馬射線暴所釋放的能量。

實(shí)際上,對(duì)于宇宙中的生命而言,伽馬射線暴是一個(gè)巨大的威脅,假如一顆行星被伽馬射線暴近距離擊中,那么這顆行星將直接灰飛煙滅,即使隔著數(shù)千光年,伽馬射線暴的能量也足以破壞行星上支持生命生存的自然環(huán)境。

在大約4.45億年前,地球上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次生物大滅絕事件,這被稱為“奧陶紀(jì)大滅絕”,而引發(fā)此次事件的“罪魁禍?zhǔn)住?,可能就是伽馬射線暴。

科學(xué)家推測(cè),造成“奧陶紀(jì)大滅絕”的伽馬射線暴,可能來(lái)自大約6000光年外的一次超新星爆發(fā),盡管在它抵達(dá)地球的時(shí)候,其能量已大幅衰減,但它仍然摧毀了地球大部分的臭氧層,并大范圍地破壞了大氣層中的空氣分子結(jié)構(gòu),而這些被破壞了的空氣分子,又在大氣層中重新結(jié)合成了大量的氮氧化合物。

沒(méi)有了臭氧層的保護(hù),地球表面的生物就會(huì)直接暴露在太陽(yáng)的紫外線之下,而大氣層中的氮氧化合物除了是有毒的氣體之外,還會(huì)遮擋陽(yáng)光中的熱量,進(jìn)而造成地球表面的溫度迅速下降。

致命的紫外線、嚴(yán)重的食物短缺、有毒的空氣、驟然下降的溫度以及隨之而來(lái)的海平面大幅下降,在這一系列的“打擊”之下,大約85%的物種都從地球上永遠(yuǎn)地消失了。

幸運(yùn)的是,伽馬射線暴在宇宙中是比較罕見(jiàn)的,科學(xué)家根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)估算出,在像我們銀河系這種規(guī)模的星系中,平均每1000年才會(huì)出現(xiàn)一次。關(guān)于銀河系到底有多大,相信大家應(yīng)該都比較熟悉,所以我們可以認(rèn)為,地球再次被伽馬射線暴擊中的幾率是微乎其微的。

值得一提的是,距離我們大約640光年的“參宿四”目前已經(jīng)進(jìn)入了紅超巨星階段,在不久的將來(lái),它就可能會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā),進(jìn)而產(chǎn)生伽馬射線暴,但由于伽馬射線暴的發(fā)射方向與恒星自轉(zhuǎn)軸是相同的,而“參宿四”的自轉(zhuǎn)軸并未對(duì)準(zhǔn)地球(至少偏離了20度),因此它不會(huì)對(duì)我們產(chǎn)生威脅。

好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見(jiàn)。

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