地球剩餘十億年宜居期,研究者提出延續至九點一千兆年的計劃

重點
  • 地球的可居住性大約還剩下十億年,主要因為太陽變亮。
  • 哈里提出工程框架,旨在延續地球可居住性至九點一千兆年。
  • 他建議在拉格朗日點設置遮陽板以減少太陽輻射影響。
  • 從木星開採氧氣以維持地球的大氣組成是另一項提議。

地球的可居住性大約還剩下十億年。這一期限與氣候變化或小行星撞擊無關,主要問題在於太陽本身。太陽將緩慢變亮,最終會使我們的海洋蒸發並點燃大氣,這一切會在其膨脹成紅巨星之前發生。這一過程將在十億年內完成。獨立研究者加布裏埃爾·哈里(Gabriel Harry)發表了一篇論文,主張我們不必接受這一時間表。他的提議發表在《英國星際學會期刊》上,概述了一個工程框架,旨在使地球的可居住性延續 9.1 萬兆年,而非僅僅是十億年。

這個數字需要上下文來理解:一萬兆是十億的千倍。當前宇宙的年齡約為 138 億年。哈里所提議的時間表大約是宇宙存在時間的 659,000 倍。

他主張這在物理上是可實現的,儘管所需的工程規模是人類從未嘗試過的。普遍認知中地球的滅亡形象是——太陽膨脹吞噬我們的星球,然而這並不是首先導致我們滅亡的原因。太陽在過去的幾十億年中穩定變亮,將氫轉化為氦的過程仍在繼續。在大約十億年內,增加的太陽輻射將觸發失控的温室效應,蒸發地球的海洋並剝奪大氣。生命的結束並不是以爆炸的形式,而是以緩慢的高温烘烤方式發生,甚至在紅巨星階段開始之前。

哈里的工程解決方案

哈里的論文確定了這一緩慢變亮的過程為主要的工程目標。他提出的解決方案是在拉格朗日點 1(L1)設置遮陽板。該點是太陽與地球之間的重力平衡點,物體可以相對於這兩個天體保持靜止。若在 L1 設置足夠大的遮陽板,將能攔截一部分進入的太陽輻射,從而在到達地球之前減少其影響。這將補償太陽亮度的增加,並將地表温度保持在可居住的範圍內。

遮陽板可以為應對熱量爭取時間。然而,隨著太陽在數十億年內的演變,威脅將從升温轉變為大氣流失。擴張的太陽最終將徹底燒毀地球的大氣。為瞭解決這一問題,哈里提出了第二項幹預措施:從木星的大氣中開採氧氣並運送至地球。木星的上層大氣中含有大量的分子氧。哈里建議收集這些氧氣並將其發射至地球的軌道。位於拉格朗日點 2(L2)的中繼站將接收這些運輸並將其引導至地球。

這種方法能夠補充太陽輻射所剝奪的成分,維持地球在地質時間尺度上的大氣組成。這兩項提議均不需要永久離開地球,而是需要在太陽系內建設和維護基礎設施——這是一項極為雄心勃勃的工作,但哈里認為並非在物理上不可行。

可居住性延續的理論框架

9.1 萬兆年的數字來自於模擬哈里所提議的防護措施在太陽耗盡燃料、塌縮為白矮星並最終消逝後,能夠延長地球的可居住性。白矮星仍能在數萬億年內釋放微弱的熱量。通過主動的氣候維護,哈里的模型表明,地球在太陽正式死亡後仍可保持可居住性。這一提議屬於推測性工程,而非短期科學。加布裏埃爾·哈里擁有應用數學碩士學位,並作為獨立研究者發表此論文。該論文提供了一個理論框架,而非建設計劃。

但其基礎物理學依賴於真實的軌道力學、恆星演化模型和大氣科學,這使得該提議具備作為嚴肅思考實驗的可信性,而非科幻小説。

銀河系將在大約 100 萬兆年內耗盡形成新恆星的能力。哈里的提議表明,地球在那之後仍然可以保持可居住性。

延續地球可居住性的挑戰與可能性

加布裏埃爾·哈里的提議展示了對地球未來的長期思考,尤其是在面對太陽演化的挑戰時。透過工程手段延長可居住性,雖然在技術上極具挑戰性,但這種思考方式促使我們重新評估人類在宇宙中的位置和未來。隨著科學技術的進步,這些看似科幻的構想可能為未來的生存提供新的可能性,並激勵更多的研究和探索。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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