地球能离开太阳系吗？
它该怎么做？
A collage of Earth and the Milky Way.
(图源: Guillaume Preat/EyeEm via Getty Images)
在刘慈欣的短篇小说《流浪地球》（首次刊载于《科幻世界》2000年7月号）中，即将到来的太阳耀斑会摧毁所有类地行星，为了保全人类，地球领导人们一致决定推动地球离开太阳系。
尽管小说是虚构的，但地球有没有可能真的离开太阳系？
马泰奥·切里奥蒂是英国格拉斯哥大学航空航天工程师和空间系统工程讲师，在回复《生活科学》的邮件中他认为地球离开太阳系一说“可能性极低”。
不过，正如切里奥蒂所言，“可能性极低”但不代表没有。理论上的确有一条可行方案。
切里奥蒂认为：“如果外太空有巨星物体飞入了太阳系，并近距离掠过地球，在巨大的作用力下地球可能脱离运转轨道。”
“这种近距离相遇被称为‘飞掠’，地球和物体将交换能量和动量，地球的轨道因此被破坏。如果物体满足足够的速度、体积与近距离，它可能将地球投射到指向太阳系外的逃逸轨道。”
英国卡迪夫大学物理与天文学高级讲师蒂莫西·戴维斯同意理论上地球可能被驱逐出太阳系，并对这可能发生的原因提出了自己的假设。
戴维斯在邮件中告诉《生活科学》：“现在的行星在太阳周围稳定地沿着轨道运行。然而，如果太阳与另一颗恒星近距离相遇，这些天体的引力相互作用可能会扰乱这些轨道，并有可能导致地球被逐出太阳系。”
同时戴维斯也指出，这种情况目前只存在于理论，未来几乎不太可能发生。
“这样的恒星相遇非常罕见。例如，我们知道Gliese 710号星体预计将在大约一百万年后近距离接触太阳，但即使这次飞掠也不太可能撼动行星。”戴维斯说。
尽管外部力量很难迫使地球立即离开太阳系，但人类能否建造能够使地球发生如此大程度移动的机器呢？
戴维斯说：“将地球从轨道上推开并将其推离太阳系需要极大量的能量——相当于同时引爆六百万兆吨核弹——因此，这基本是不可能的。”
尽管这种情况发生概率极低，但如果地球真的脱离了太阳系，会发生什么呢？要是我们的地球最终真的一去不复返了会怎么样？
切里奥蒂预测：“地球将在宇宙中不断飞行，直到被另一颗恒星俘获或是被黑洞所吞噬。”他补充说，如果地球离开太阳系，几乎所有地球上的生命都有可能会灭绝。
“到时候大气层将难以为继：太阳不断辐射地球的同时，能量也在不断地向外部宇宙消散，在二者的微妙平衡下，全球气候非常脆弱。如果这种平衡发生变化，地球温度将立刻产生剧变。”切里奥蒂表示。
戴维斯同意这种观点，他也认为地球上的大部分生命在离开太阳系后将无法生存。
戴维斯说：“如果地球离开太阳系，我们所熟知的大多数生命很可能会就此消亡。地球生物所需的几乎所有能量都来自太阳，比如植物会直接进行光合作用，再比如肉食动物吃草食动物，而草食动物吃植物，因此食物链也间接受太阳影响。
“在这种情况下，地球离太阳越远，其温度就会越低。最终地球会完全冻结。太阳系形成时在地壳中留下的一定的放射性元素，这些放射元素的衰变将成为那时唯一的自然热源。”
按照戴维斯的解释，可能会有一些生命存留下来，但消亡也只是时间问题。“一些（能够生活在极端环境中的动植物，也就是‘嗜极生物’，可能会依靠这种能源中苟延残喘，但大部分多细胞生物很可能会完全消失。这种放射性热量只能使地球保持大约零下230摄氏度（合382华氏度）。在这种温度下，大部分大气也会冻结，将地球变成一个在恒星之间疾驰的死寂世界。”
展望未来，切里奥蒂补充说，我们的太阳系最终会受到严重干扰，地球将被逐出太阳系，甚至有可能被彻底摧毁。
切里奥蒂说：“我们预测，我们的银河系将在大约45亿年后与离我们最近的邻居仙女座星系相撞。数百万颗恒星造成的超大规模碰撞很可能会造成太阳系的重大混乱！而且，我们还预计太阳还将在接下来的50亿年左右膨胀并吞噬地球。”
因此，虽然地球最终将以某种方式离开太阳系，但在未来数十亿年内，这不是我们需要担心的事情——大概如此。
本文首发于《生活科学》杂志.
BY:Joe Phelan
FY: 洲
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2024-02-18
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