脑洞:人类若在一个太阳这么巨大的星球会怎样?

这是网友邀答的问题:如果把地球变得和太阳一样大,而人口数量不变,会是怎样的景象?

  • 行星只是恒星形成后剩下的渣滓,无法与恒星质量相比。

这得从恒星形成机制和行星形成机制说起。但过去我已经多次说过恒星是怎么形成的,这里就不浪费笔墨了,简单一句话就是在一个恒星系统,恒星占据了整个系统质量的绝大绝大多数,行星只是恒星形成时留下的一点渣滓凝聚而成的。

如在我们太阳系,太阳占据了整个全太阳系质量的99.86%,全部八大行星加上所有的矮行星、卫星、小行星、彗星、碎片尘埃等才占有整个太阳系质量的0.14%,地球只占有0.0003%。

恒星正是因为其质量巨大,在中心形成了巨大的引力压力和高温,才会激发氢核聚变,从而辐射出巨大的能量。如太阳中心温度为1500万K,压力达到地球海平面的3000亿倍,在这种条件下形成了氢核融合,核聚变的巨大辐射压抵御住了太阳本身质量的引力压,形成了一个平衡时期的主序星阶段,这个阶段有100亿年。

  • 行星长大有限制,不可能长到太阳这么大。

现代天体物理学认为,行星的最大质量不得超过太阳的7~8%,这是一个临界点。达到这个质量后的星球中心压力就会激发氢核聚变,虽然这种核聚变比较温和和缓慢,恒星温度和亮度都没有太阳这么高,但已经与行星有了根本区别,成为一个依靠自身发光发热照亮空间的星球。

这种恒星就叫红矮星,距离我们太阳系最近的一颗恒星就是红矮星,既然是邻居,人们称它为“比邻星”,其质量只有太阳的12%,距离我们4.22光年。

  • 地球如果变成太阳这么大的体积,质量就更大。

太阳质量为1.9891*10^30千克,地球质量为5.965*10^24千克,地球质量只是太阳质量的33万分之一。但由于地球由更多的重元素组成,密度更大,达到5.52g/cm^3;而太阳主要有氢、氦等轻元素组成,是一个气态等离子体,密度只约1.41g/cm^3,只有地球密度的约4分之一。

这样,如果地球变成太阳这样大的体积,其质量就等于4个太阳大,这样大质量的恒星中心温度和压力会高出太阳很多,核聚变就跟假的剧烈和快速,辐射出更大能量,表面温度和亮度就会比太阳大很多。如果真是这样,在地球这个轨道上,就完全不宜居了,一切生物早就被烤焦了。

  • 一定要假设人类在太阳这么大星球生活会怎样?

首先,如果这颗行星上还是70多亿人类,每个人拥有的地表面积就大多了。

太阳直径为139.2万千米,地球直径为12742千米,太阳直径约为地球的109.25倍。根据表面积计算公式:S=4πr^2,表面积为直径倍数的平方,太阳表面积是地球约11935倍。

地球表面积为510067866平方千米,按照70亿人口计算,人均拥有约0.073平方千米面积,也就是73000平方米;这样在太阳上人均就拥有了约871平方千米,好辽阔啊。

但在地球上水面占据了71%,陆地只占有21%,而且还有许多沙漠雪山等不毛之地,真正适宜人类生活的地方就更少了。如果有了太阳这么大面积的地方,或许就没有了今天的边界之争了。

但如果真有这么大的星球,即便没有变成恒星,即便密度和太阳一样,人类也是无法生存的。

太阳表面重力约273.88m/s^2,地球表面重力约9.8m/s^2,太阳重力是地球的约28倍。也就是说,一个70千克的人在太阳这么大的星球上,有1960千克重,就是世界举重冠军也没办法站立起来吧?因此,在如此重力环境下,不可能产生人类这么大的生物,这种星球上即便有生命存在,也是个头很小的,蚂蚁这么大就不错了。

  • 如果这个太阳大星球是一个类地行星,那重力就更不得了了。

根据g=GM/R^2公式,我们可以计算出太阳4倍质量,体积同样的星球重力g:

1.9891*10^30*4*0.0000000000667/(1392000000)^2≈1096m/s^2

这个重力是地球重力约112倍,一个70千克的人在这种星球就有7800多千克了。

这种重力下,地球任何生物都没有办法活命了。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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