想。按当前观测现象,题述现象是不可能的,我当然想看这种不可能事件要如何发生。
根据我们对可观测宇宙里已知天体的观测,太阳质量的恒星的演化有明显的规律。在题设的距今 50 亿年后,太阳的能量根本就没有用掉多少。太阳这样的主序星终其一生在核反应中损耗的质量不到总质量的百分之一,太阳会以太阳风、物质抛射等形式散失更多质量。
如果不考虑人类或其他力量的干预,那么距今 50 亿后到距今 75 亿年后,红巨星太阳将拥有巨大的光输出和比现代太阳大得多的光球直径。地球的轨道外移可能不足以避免地球被太阳吞没。
如果不考虑人类或其他力量的干预,那么红巨星太阳即使不吞没地球,也能将地表加热到约 2130 摄氏度。届时,能量会是地球上最泛滥的东西之一。
在当前历史阶段,太阳的光度每 1.1 亿年增加约 1%;如果不考虑人类或其他力量的干预,那么距今约 28 亿年后,地表平均温度将达到约 149 摄氏度。
如果地球的海洋因大气压力下降等因素蒸发得较慢,那么在距今约 30 亿到 40 亿年后,水蒸气将在强烈太阳辐射下在地表掀起失控温室效应,地表平均温度将达到约 1330 摄氏度。
目前,地球绕太阳运转的平均轨道半径在缓慢增大;2019 年,Ethan Siegel 对每年增大的平均轨道半径给出约 15 毫米的估计。这是当前地球平均公转轨道半径的约十万亿分之一。
当前地球绕太阳运动的轨道接近椭圆,近日点轨道半径约 1.471 亿千米,远日点轨道半径约 1.521 亿千米,相差约 500 万千米。地球相对太阳做的并不是匀速圆周运动。
目前,地球公转轨道的长期变动趋势的主要影响因素是太阳的质量流失。
目前,地球的质量增减率对地球公转基本上无影响。
当前条件下,在地球公转轨道长期变动趋势的次要影响因素中,相对明显的是潮汐作用,效果在每年几微米的程度。
太阳风和稀薄的星际物质对地球施加轻微的力,让地球极其缓慢地损失角动量。广义相对论导致的额外曲率让地球有细微的额外进动。地球通过引力波极其缓慢地损失能量。诸如此类。这些效应加起来每年造成的影响可能不到 1 微米。
宇宙当前的膨胀不会影响地球到太阳的距离。
太阳内部存在大规模的对流结构,无法彻底利用其核燃料,在红巨星阶段末期会将包含大量氢的外层抛离为行星状星云,中心成为白矮星,预计那将发生在距今 76 亿年到 100 亿年之后。根据计算,红巨星阶段太阳质量会比现在小约 30%,地球届时的轨道可能不会掉进太阳,也可能因潮汐影响而衰减并掉进太阳。
白矮星太阳会剩下现在质量的 54.05% 左右。地球不会因太阳质量流失的影响而飞出太阳系。
可以参照:
Schröder, K.-P.; Connon Smith, R. (2008). "Distant future of the Sun and Earth revisited".Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.386(1): 155–163.arXiv:0801.4031.Bibcode:2008MNRAS.386..155S.
doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x.
白矮星太阳会继续发光至少数万亿年。当前宇宙中还没有一个白矮星冷到变成黑矮星。
顺便说,目前,月球绕地球运转的轨道半径在缓慢增大。如果没有其他外力将地球或月球提前破坏或拆散,预计在距今 500 亿年后地月之间达到最大距离,然后月球会转为徐徐靠近地球。
可以参照: