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为什么地球的自然寿命比太阳还长?可以达到100万亿亿亿年

太阳已经存在50亿年了,再过50亿年,太阳将变成红巨星,并吞噬地球,所以地球还能剩50亿年的生存期。

太阳的寿命是100亿年,地球的寿命略小于太阳,大概是94亿年。

小学科学课本只是告诉我们地球已经46亿岁了。却没有人告诉地球能存在多久。我们一般按照太阳变成红巨星的时间推算地球的寿命。

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但是这并不是地球的自然寿命,因为50亿年后只是太阳摧毁了地球,如果未来出现了“流浪地球”的操作,那地球就会避免被吞噬或摧毁的风险。

那么地球的自然寿命到底是多少?

可以肯定的说,岩石行星的自然寿命比恒星长得多得多,至少是数量级上的碾压。

其实所有岩石行星都是来自恒星超新星爆发的产物,本身就是一种稳定的天体。行星上的重元素都是恒星死后爆发出的。

宇宙大爆炸一开始只有最简单的氢元素,氢元素之间的聚变很快形成氦。所以宇宙早期只有氢氦两种元素,绝大部分是氢。在引力的作用下,氢元素聚集在一起,氢和氢之间在强引力下开始融合,并且聚变成氦释放巨大的能量,这样一来,恒星就被“点燃”了。

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引力将所有元素往恒星核心拖拽,但是聚变产生的能量又向外强推所有的元素。于是氢元素向核心坍塌的过程被阻挡了,于是才维持住了恒星的体积。

一旦所有氢元素聚变成氦,引力与聚变的反推力就会失衡,这样就会发生电影《流浪地球》背景设定那样的氦闪。下一步就是氦与氢,氦与氦之间的聚变。元素在恒星内部不断聚变,从氢元素到铁元素。所以恒星也被称为元素的炼丹炉。

一旦所有元素聚变到不能再聚变的时候,或者是聚变所需的能量是引力产生的压力无法满足的时候,恒星将面临下一个阶段。而超新星爆发就会释放恒星中的重元素。

地球上的重元素全都是来自远古恒星的残骸。

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地球的大部分都是较重的元素,加上地球质量很小,所以地球的引力完全不能开启核聚变的条件,地球就变得十分稳定。

可是说,如果不考虑被其他天体吞噬和碰撞,地球的寿命是无限的。

但是理论上,我们还得考虑质子衰变。

质子衰变目前还是科学争议的议题,所以质子衰变还只是个假设。

假设质子衰变不存在

我们都知道铁元素的结合能最小,熵值最大。

只要给出足够长的时间,宇宙中所以比铁轻的元素会聚变成铁,比如恒星内部聚变到铁就终止了。所有比铁重的元素,其稳定性不如铁,只要时间足够长总会裂变成铁元素。

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只要时间足够长,宇宙最后全都是一坨铁。这个过程大约需要10^1500年。

既然这样,地球上的所有元素也会变成铁,这也预示着地球的寿命终结。

假设质子衰变存在

经过足够长的时间,科学家估计至少100 万亿亿亿年,宇宙中的重子物质会全部衰变成轻子,从这个意义上可以说天体就消失了,当然地球自然也就消失了。

在质子衰变成立的前提下,地球的自然寿命至少是100万亿亿亿年。

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