在南極安裝巨型發動機，推動地球變軌，可避免太陽昇溫煮沸地球?

在我們的宇宙歷史中，最穩定、不變的特性之一就是地球的軌道。在過去的 45 億年中，地球繞太陽執行的軌道幾乎沒有變化，儘管發生了一系列奇妙的事件：巨大的撞擊、衛星的形成、地球自轉的持續減慢以及生命的出現。即使考慮到我們太陽系和銀河系中所有其他物體的引力影響，地球軌道仍有超過 99% 的可能會繼續保持不變。

從長遠來看，這將給整個地球帶來一場徹底的災難。即使是我們目前無法改變全球變暖的最壞情況，即溫室氣體濃度的不受控制的上升會導致氣溫急劇上升，地球上所有極地冰的融化，與太陽最終會造成的後果相比都相形見絀。如果沒有發生重大變化，太陽不斷增加的能量輸出將在未來 1 到 20 億年將地球上的海洋煮沸，可能會殺死地球上的所有生命。

那有什麼辦法可以拯救地球擺脫這種命運？NASA科學家曾提出這樣一個方案：在南極安裝一個巨型的“發動機”推動地球，改變地球的軌道，遠離太陽。

太陽昇溫，能量輸出每十億年增加約 10%!

在太陽內部，核聚變僅發生在核心內部，溫度超過 4000000 K。在核心的最中心，溫度可高達 15000000 K，聚變反應的速率隨溫度迅速增加。但隨著時間的推移，問題出現了：

1。太陽的核心將大量的氫轉化為氦；

2。氦聚集在核心中，但目前無法進一步融合；

3。濃縮的氦氣導致

引

力收縮並導致太陽內部升溫；

4。核心的溫度和“4，000，000 K及以上”區域向更大的內部擴充套件；

5。這導致太陽的聚變速率逐漸增加，從而增加了太陽的整體能量輸出。

隨著越來越多的能量到達地球，我們的星球擁有的防禦和反饋機制就只有這麼多。一旦全球平均溫度升至 100 °C 以上，這種情況可能會在 1 到 20 億年後發生，我們的海洋將沸騰。出於所有意圖和目的，這將標誌著地球上覆雜生命不可避免

的

終結。

如果我們不能阻止太陽昇溫，那麼也許將地球遷移到離太陽更遠的地方可以提供最終的解決方案。亮度和距離之間有一個簡單而直接的關係：與光源的距離增加一倍，亮度就會減半。如果太陽的能量輸出增加 10%，只需將地球額外遷移 4。9% 的距離，以保持我們接收到的能量不變。

鑑於太陽的能量輸出目前每十億年增加約 10%，這是一個長期問題，如果我們希望我們的星球保持宜居性，總有一天我們必須解決這個問題。將我們的軌道改變幾個百分點似乎不是一項特別重要的任務。畢竟，地球以橢圓形繞太陽執行，我們最接近太陽的距離為 1。471 億公里，最遠的距離為 1。521 億公里。接收到的輻射差異約為 6。5%，這意味著如果我們可以簡單地將地球當前的軌道替換為使我們始終保持在遠日點距離的軌道，我們將保持地球的能量預算在 3 億多年內不會增加。

但這不僅僅是一項重大任務——這是一項天文數字般困難的任務。地球在其當前位置繞太陽執行的原因是因為我們的動能或地球圍繞太陽運動的能量在我們目前距太陽的距離處平衡了引力勢能。如果我們設法從地球上偷走能量，我們就會失去能量，導致我們沉入一個更像金星但速度更快的軌道。同樣，如果我們想上升到更像火星的軌道，我們需要將能量泵入地球，使我們的淨速度目前小於我們今天繞太陽執行的速度。

這個概念並不難，但所涉及的能量可能看起來像是在天方夜譚。例如，在接下來的 20 億年中，我們必須將地球與太陽的平均距離從目前的 1。496 億公里提高到 1。64 億公里，以保持能量影響我們的星球不變。

但回想一下，地球的質量令人難以置信：大約 6 百億公斤，或 6 × 10^24公斤。為了讓我們進入一個更遠的穩定軌道，我們必須向我們的星球輸入額外的 4。7 × 10^35焦耳能量：相當於人類連續不斷地為各種目的產生的累積能量的 50萬倍，20億年。

巨型發動機如何提供幫助?

然而，儘管這似乎是一項艱鉅的任務，但這是可能的。那裡有足夠的能量供我們收集，直接來自太陽本身。請記住，太陽是全方位發射輻射的，在目前地球與太陽的距離下，只要沒有任何東西阻擋它對太陽的視線，每平方米的區域都會接收到 1500 W 的持續功率。那是每秒 1500 焦耳的能量，我們有 20 億年（或大約 6 × 10 16秒）來：

A。收集能量

B。將其轉化為推力

C。利用這種推力改變地球的動量和動能

收集能量是這個問題中最困難的部分之一。這就是太空中太陽能收集陣列的想法可以提供巨大幫助的地方。它可能需要一個驚人的 5 × 10^15 平方米大小的陣列，或大約 10 個地球的表面積，才能從太陽收集必要的能量。但這種能量是可用的。更重要的是，從不同的角度來看，我們需要“僅”利用 0。000002% 的太陽能量：這是一個很大但並非不可能的數量。

另一個關鍵是有效地利用這種能量來提高地球的軌

道

。用物理學術語來說，引力場中的任何質量的任務都是相同的：我們必須在一定時間內施加外力，產生一個導致加速度並改變質量動量的脈衝。用於將火箭發射到太空的相同物理原理也適用於將地球發射到更高的軌道。你所要做的就是施加一個推力，使地球的動量向正方向改變，它最終會使我們遠離太陽。

為什麼是南極?

選擇南極的真正原因是，一旦地球表面的所有冰融化，南極大陸就會暴露出來。儘管它目前位於一塊巨大的冰層之下，但仍有一大塊土地高出海洋。如果我們今天要清除南極洲的所有冰層，南極將位於海拔約3000米處。

如果在那裡安置巨型推進器的話：

1。地球開始加速並將被推進到更高的軌道。

2。將利用所有推力；它不會浪費在對抗地球當前的運動方向上。

3。地球將被“提升”出當前的地球-太陽平面，但只是輕微的。經過 20 億年的推動後，我們的軌道距離現在的平面只有幾度。

但最重要的是，當我們透過持續推進來增加動能時，它有助於將我們從太陽的引力勢阱中挖掘出來。這將把我們帶到更遠的軌道距離，並使我們能夠慢慢減少射向我們星球的太陽輻射通量。

隨著數千億年的過去，我們將不得不開始與大陸漂移作鬥爭。只要推進器定期重新定位，使其停留在南極並直接沿著地球的自轉軸指向，我們就不必擔心以災難性的方式改變地球的軸向傾斜。這是一個巨大的問題，因為我們星球擁有的總旋轉動能“僅”是 2 × 10

^

29焦耳，或者不到我們需要轉移到地球以推動我們進入更高軌道的能量的百萬分之一。

只有與我們的軸向旋

轉一致，我們才能消除擾亂行星旋轉的風險。

結語:

我們無法阻止我們的太陽耗盡氫燃料並最終進入其生命的紅巨星階段，但我們可以透過讓地球遠離太陽，為地球上的生命購買額外的數十億年。據我們所知，這將是我們世界整個歷史上進行的最宏大的工程——也許是整個宇宙歷史上所進行的。如果我們選擇使用它，它將真正展示我們物種的力量。如果我們什麼都不做，太陽將在 1 到 20 億年內煮沸地球的海洋並終結我們星球上的生命。

（編譯：J）

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