如果人類只能束手無(wú)策,隨著時(shí)間的推移,整個(gè)地球很可能變成一片熔融而滾燙的巖漿世界。一切都不能幸免,最終所有的生物都將被一筆勾銷。火星將變得比現(xiàn)在熱得多,它那巨大的極冠(由二氧化碳和水組成)也將開(kāi)始融化。大氣也開(kāi)始形成,短期內(nèi)——大約幾千萬(wàn)年的時(shí)間里,火星會(huì)暫時(shí)成為一處宜居的處所。但是這種環(huán)境不會(huì)保持很長(zhǎng)時(shí)間?;鹦翘×?,引力太弱而不能長(zhǎng)期保持住在它表面剛形成的大氣。
有人提出人類可以找到一個(gè)避難所——土衛(wèi)六,土星最大的衛(wèi)星,它有著富含氮的稠密大氣??上?,事實(shí)絕非如此。土衛(wèi)六的表面大氣逃逸速度很低,之所以能保有大氣是因?yàn)樗浅:洌驗(yàn)樵诘蜏叵?,氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度也很低。如果溫度上升,哪怕僅僅只有幾度,土衛(wèi)六的整個(gè)大氣就將消散無(wú)蹤。
在接下來(lái)的5億年里,太陽(yáng)將膨脹到現(xiàn)在的兩倍大,盡管表面溫度會(huì)降低,但它的光度將增加一倍。地球的軌道也會(huì)受到影響。太陽(yáng)發(fā)出的恒星風(fēng)將大大增強(qiáng),質(zhì)量不斷損失,進(jìn)入了紅巨星階段。質(zhì)量變小意味著太陽(yáng)的引力將減弱,相應(yīng)地,行星軌道會(huì)向外擴(kuò)展。地球?qū)⒁苿?dòng)到距離太陽(yáng)2億千米處——當(dāng)然,離它逃離熾熱太陽(yáng)的炙烤還遠(yuǎn)得很。
紅巨星的太陽(yáng)
展望更遙遠(yuǎn)的未來(lái),大約離現(xiàn)在50億年,太陽(yáng)核心的氫將燃燒完畢,再也沒(méi)有氫剩余下來(lái)——它們?nèi)荚诤朔磻?yīng)的過(guò)程中被轉(zhuǎn)化成了氦。核心突然失去了由核反應(yīng)釋放出來(lái)的輻射壓力的支撐,在強(qiáng)大的引力作用下,坍縮不可避免地開(kāi)始了。外層物質(zhì)轟塌而來(lái),壓縮了核心并且加熱了物質(zhì)。直到現(xiàn)在,氦原子核還沒(méi)有參與核反應(yīng)。然而,在幾秒鐘的時(shí)間里,溫度就將升高到足以觸發(fā)新一輪的核反應(yīng)的程度:氦原子核聚合形成鈹原子和鋰原子。這個(gè)核反應(yīng)的效率要高得多,其后太陽(yáng)的輻射將比現(xiàn)在強(qiáng)2000多倍,而且它的體積將急速膨脹,并將水星和金星吞沒(méi)其中。太陽(yáng),終于變成了一顆紅巨星。
在演化過(guò)程中的某一階段,紅巨星的太陽(yáng)變得不穩(wěn)定起來(lái)。通過(guò)一系列劇烈的脈動(dòng),它的外部包層被吹離到遙遠(yuǎn)的星際空間中,形成所謂的“行星狀星云”。
需要指出的是,行星狀星云和行星毫不相干,它只是一顆演化到了晚期的恒星拋射出的外包層。它們是宇宙中難得的奇觀,有著絢麗多姿的美麗外表,但存在時(shí)間卻只有幾萬(wàn)年。其中最著名的是天琴座環(huán)狀星云(M57),用一架小型望遠(yuǎn)鏡即很容易地找到它,因?yàn)樗梦挥趦深w肉眼可見(jiàn)的恒星——天琴座β和天琴座γ——的中間,靠近明亮的織女星,甚至用中等口徑的雙筒望遠(yuǎn)鏡也能看到它。在望遠(yuǎn)鏡中看,它像是一個(gè)發(fā)著微光的圓形輪胎。M57看上去是對(duì)稱的,但是別的行星狀星云的形態(tài)卻千差萬(wàn)別,令人眼花繚亂,它們的形狀取決于物質(zhì)從中央恒星處拋射出來(lái)的確切物理過(guò)程。目前看來(lái)最常見(jiàn)的形狀是沙漏形,即大多數(shù)物質(zhì)都沿著恒星磁場(chǎng)的軸線方向分布。根據(jù)這個(gè)模型,行星狀星云既可以是沙漏形的也可以是環(huán)形的,取決于我們看到的是它的側(cè)面還是正面。粗略地講,這一模型是準(zhǔn)確的,但是還有許多細(xì)節(jié)有待于更詳細(xì)的解釋。從化學(xué)上看,行星狀星云是宇宙中最令人感興趣的區(qū)域之一。行星狀星云形成的早期,在中央恒星發(fā)出的光輻射的作用下,形成了許多復(fù)雜的分子。