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科學報 科學文摘 宇宙

如何以通俗易懂的方式告訴孩子們太陽也是會死亡的?


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更新日期:2022416
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圖片來源:來自Pania的VaniaRaposo的公共領域圖片

宇宙充滿了奇跡,我們常常驚歎於在它們的所有化身裏,怎樣千變萬化、錯綜複雜的物質和能量才能代表他們自身。但是它們也充滿恐怖,宇宙創造出的這些物質結構終究是有限的,被限定的,但是這些又終會在無限的未來裏不可避免的被摧毀。尤其是有科學事實表明,事實上太陽(我們的太陽)——帶來溫暖、光明、能量的太陽,給這個地球上生命帶來持續能量的太陽並不會一直閃耀下去。而這個事實似乎在瓦解每一個學習過、了解過它的人。恰恰相反,有一天,太陽會在一場炙熱的、災難般的爆炸中毀滅,這場爆炸很可能會使我們的整個星球滅絕,然後最終完全停止發光。

插圖提供:NASA / JPL-加州理工學院。

這是我們恒星故事不可或缺的一部分——所有恒星最終都會死亡——因為只有在恒星的存在(和死亡)期間產生的重元素才能使宇宙具有:

岩石行星

碳,氮和氧等元素

盡管如此,事實上是我們正在討論的太陽導致了這一悲傷以致難以思考的,但卻不可避免的事實。不僅要去面對我們的死亡,而且是整個世界歷史上我們曾經遇到的所有事情的消亡,對於經過良好調整的成年人來說也是哲學上和生存上的挑戰。
因此,當您收到心煩意亂的老師的提問時,您會怎麼做:

我需要對太陽終會爆炸這件事對一個三年級學生提供完美的解釋,他媽媽告訴我的讓我深感憂慮。

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圖片來源:L.Calcada / ESO。

我對處於這個狀態的父母表示同情,因為,一方面您想對您的孩子說實話。您想讓他們了解我們對現實的最准確理解,讓他們學習和欣賞知識、科學並運用他們的思想。但是,你不僅想要懷著仁慈、同情和樂觀的態度去做,而且你也不想讓孩子因為你告訴了他們類似於世界末日的血腥細節受到夜驚和多年的治療。你知道,就像喜劇演員路易斯·C·K曾經在對他當時的7歲女兒講出輕描淡寫的毀滅性消息後說,

她立即

開始哭泣,為全人類的死亡哭泣著……現在她知道了所有這些事情:她會死,她認識的每個人都會死,他們會死很長一段時間,然後太陽會爆炸。她在七歲的時候僅用了12秒就知道了這一切。

所有這些都是真實的,但這傳達了一個非凡的故事,即恒星的死亡以宇宙的重生和發展潛力的方式帶給了宇宙。如果我在上小學,這個故事的正確版本可能是我一生中聽過的最美妙的事情。我要帶著這兩個目標告訴孩子,同時盡可能兼顧准確和同情。

你所知道的太陽,是天空中最明亮的事物,與天空中的任何其他恒星並沒有太大不同。
即使在白天,天空中也有數百顆,數千顆恒星。由於我們的恒星——太陽離我們如此之近,以至於其亮度使其他恒星都不可見,但在漆黑的夜晚,你都可以看到他們。

圖片提供:Colin Delehanty和Sheldon Neill /恩惠:優勝美地項目,優勝美地國家公園在日落期間和日落後的時間推移

這些恒星,每個恒星的壽命都比地球上任何生命都長得多。
健康的人類可以生存一百年,而某些動植物則可以生存數千年,而恒星卻都在明亮地燃燒著,持續了數百萬,數十億甚至數萬億年。

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哈勃拍攝的恒星團NGC 290。
圖片來源:ESA和NASA,致謝:Davide De Martin(ESA /哈勃)和Edward W. Olszewski(美國亞利桑那大學)。

那是非常非常長的時間!但這不是永遠的,信不信由你,我們很幸運這不是永遠的。因為如果恒星從未死掉,恒星從未爆炸,永不爆炸,我們現在就不可能在這裏互相交談。
我們很高興今天在這裏交談,因為今天你可以學習有關生命的最神奇的秘密之一,而我也可以向你傳授它。

秘密在於,事實上幾乎所有構成你、我以及整個星球的事物——我們所知的事物中最微小的部分——都在一顆恒星內部組成。血液中的鐵,骨骼中的鈣,肌肉中的氮和肺中的氧氣都是很久以前在恒星內部產生的。

人體的插圖,由內而外。

但是僅僅創造這些微小的部分是不夠的。
他們還需要聚在一起才能造就我們,而恒星溫度太高以至於無法在恒星中制造出如你我一樣的東西。恒星為了制造地球,以及你和我,以及所有美好的事物,必須離開,這樣才能產生出新的事物。
那怎麼發生的呢?

他們必須爆炸。
有些恒星會突然快速地爆炸,而我們認為太陽則會像另外一種,將在數十億年後輕輕地爆炸。

圖片提供:NASA和哈勃望遠鏡(STScI / AURA),哈勃太空望遠鏡/ ACS。

而那些星星的內部,充滿了它在如此明亮的光芒下所做的一切,你知道它們在做什麼嗎?這些恒星的舊內部有助於形成新恒星(例如我們的太陽)以及行星(例如地球),非常幸運的,恒星內部的一些小東西也制造了我們。

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圖片來源:NASA / JPL-Caltech / T。
派爾(SSC)。

過去的恒星必須死掉,才讓你出現在這裏。從現在開始很久以後,終有一天,我們的太陽將重新燃燒,並幫助制造更多新的恒星,新的行星,新的世界和新的生活機會。

圖片來源:ESA,NASA和L. Calcada(STScI的ESO)。

是的,確實有一天太陽會爆炸。
但是,一旦它爆炸,那便是任何恒星都希望送給宇宙的最大禮物。妄圖將所有內容都保留給自己太貪婪了。
畢竟,為了造就你,數十億顆星已經送出了那份禮物。
而且你知道嘛?

圖片來源:Ben Hussman,根據c-c.a.-2.0通用許可

這一切都值得。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 夢醜兒- Ethan Siegel Senior Contributor- forbes

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