如果太阳突然消失,地球会经历什么,人类能否生还?

如果太阳突然消失,请不要惊慌,因为太阳突然消失我们无法立即发现,我们还可以生活8分20秒后,之后黑暗与灾难会同时降临,或许我们还有一线生机。

太阳对于人类最直接的作用是提供能量与引力。阳光能量使植物进行光合作用生成有机物,食草动物吃草,食肉动物吃它们,以此获得太阳给予地球的能量来维持生命。太阳辐射到达地表,传递热能使地球有了温度,使生命之源的水分子呈液态,化学反应离不开液态水,更确切的说是水中的氢键,生命在海底火山口由无机分子反应生产有机分子才有了起源。

太阳的引力支配着太阳系的天体,使它们再各自得轨道上老老实实的旋转,同时引力也牵动着地球的潮起潮落(虽然没有月球潮汐力大,但也存在),使地球昼夜交替,这些都以我们息息相关,如果太阳消失,我们就要从这些方面入手。

牛顿的万有引力

虽然牛顿与苹果的故事不一定是真的,但是却很形象的描绘了引力,一种物质之间无形的吸引作用,和物体的质量越大、距离越近,引力就越大。

从万有引力的公式会发现存在物质量、距离量却没有时间量。牛顿说引力的作用是超距的,两个相互吸引的物体无论距离多远,只要一个突然消失,那么同时相互的引力也会消失,并不存在时间的延迟。

这是一个很严重的问题,这意味着力的作用、信息、能量的传递速度是无限的。无限的速度意味着无限的动量,也会意味着无限的惯性(能量)。同时也意味着太阳突然消失地球会立刻沿着当时的切线方向立刻被“甩”出去,后面会发生什么的事情下面再说。那么引力的本质是什么,是什么物质或者能量在传递着物体之间的引力?牛顿并不清楚。

光速的限制

超距的问题在1905年爱因斯坦给予了纠正。基于麦克斯韦方程解出来的光速为常数,再到迈克尔逊莫雷实验发现光速不变性,爱因斯坦发表了狭义相对论,论中推导出能量、信息的传递速度永远无法超越光速,静止质量不为零的物质更是永远无法达到光速。为什么会这样?

静态质量不为零的物质无法达到光速的背后还隐藏着另一层意思,任何物质只要静态质量为零,它只要出现在空间之中就会以恒定的光速运行,可见光速并非指光,而是静质量为零的物质速度。那么什么是物质,物质的结构是什么,质量源于什么?只有深入到微观的量子世界才能解决这些问题。

物质与力的本质

当你油门踩得越狠,推背感越强,这源于三种相互作用:

椅背中电子与电子都带负电挤压下相互排斥,称之为静电排斥力。

身体挤压椅背,所有原子不想变小也会出现排斥,这源于量子力学不确定性原理。

最主要的是量子力学中的泡利不相容原理,简单来说就是这个坑我占了,就容不下其他电子,这种排斥力称为电子简并压力。

宇宙间的万物都源于比原子更小的基本粒子,它们相互作用,能量在粒子间传递,因此物质有了质量。爱因斯坦质能等价方程E=mc^2很好的描述了质量与能量的关系,即质量就是能量。

除了日常生活中电子与光子间的相互作用构成的电磁力,原子中还存在强相互作用(强力)与弱相互作用(弱力),还有我们尚未发现作用于引力的粒子所构成的引力。

四大相互作用,使万物得以维持稳定复合粒子结构、原子核结构、原子结构、物质结构、引力场。其中传递电磁力的光子与传递强力的胶子都是静态质量为零的粒子,如果物质的速度可以达到光速,这意味着光子将无法在粒子之间传递能量,三维的物质结构将不存在,粒子们会散架。如果引力的作用不是超距的,那么太阳没了力的作用速度到底有多快呢?

引力

引力的作用取决于引力子传递能量的速度,但是目前我们尚未找到它,不过爱因斯坦给出了另外一个解释。1916年,爱因斯坦发表了《广义相对论》再次纠正了牛顿的一个问题。

爱因斯坦说引力不是力,而是时空的几何性质,质量弯曲了时空,形成引力场,物质在弯曲的时空中走最短的路径(测地线),表现形式为地球绕着太阳转。宇宙中最强的引力场源于黑洞,在两个黑洞相互吞噬时就会释放出强大的引力波。中国科学家基于引力是时空的涟漪,最早观测证实了引力波的速度为光速。

换句话说,如果太阳消失了,那么引力的几何扭曲会在8分20秒的时候在地球所处的时空恢复平坦,在平坦的宇宙中地球不受力,也就是由近原的轨道变更为切线方向的匀速直线运动。

地球8分20秒后的经历

8分20秒后,时空曲率变化,地球受到原本惯性的作用大量物质会飞出去,并且原本平衡得潮汐会由于离心力的消失,出现山洪海啸,如果此刻还有人幸存,那么接下来等我们就是6500年恐龙灭绝所经历的。

地球能量来源消失,自身内部能量释放缓慢,大量植物枯死,食草动物由大到小逐步死去,食肉动物基于食物链同样由大到小,人类或许可以通过储藏的食物再挺些日子,但是没有植物的光合作用,氧气含量会逐步下探,新陈代谢得不到支持,最终......

实际上远不止如此,这要考虑到太阳何时消失,因为太阳消失之后,效应会慢慢波及整个太阳系,群星乱舞,地球会收到其他行星引力的支配,后果不可预计,或者我们可以逃脱其他行性的束缚称为一颗流浪的行星,但是生命的灭绝是不可避免的,除非像小说所述一样,我们逃离到地下利用地球内部逐渐流逝的能量“苟活”。