如果太阳燃烧完了，人类该怎么办？

这可真是个让人脊背发凉的设想，但咱们不妨把它当成一个科幻小说里的开篇，或者一场极其严肃的生存演习。如果太阳，我们赖以生存的这个巨大而稳定的能量源，真的有一天“燃烧完了”，那可就不是什么小麻烦了，这是对人类文明存续的终极考验。

首先得明确，太阳“燃烧完了”不是那种炉子煤烧完了，立马就黑灯瞎火。太阳的核心能量来源是核聚变，主要是氢聚变成氦。这个过程持续了约46亿年，按照目前的科学推断，太阳还有大约50亿年的时间才可能进入红巨星阶段，最后变成白矮星。所以，这个“燃烧完”是一个极其漫长、循序渐进的过程，它不会突然熄灭。

然而，假设我们面对的是一个无法避免的、快速的“太阳熄灭”的 scenario（场景），人类该怎么办？

第一阶段：警报与恐慌 – 最后的挣扎

一旦探测到太阳能量输出出现异常且无法逆转的快速衰减，全球范围内会立刻进入最高级别的警报状态。届时，我们不再是考虑能源转型，而是考虑如何在绝对黑暗和严寒中活下去。

信息传播与社会秩序：政府和科研机构会以前所未有的速度和透明度公开信息。然而，面对如此末日的景象，恐慌几乎是必然的。维持社会秩序将是首要任务。大规模的物资分配、避难所的建立和管理、以及应对可能出现的混乱，将成为全球性挑战。
能源的最后依靠：地球上现有的能源储备，如化石燃料、核能（裂变），以及所有可再生能源（风能、水能、地热能），都会被以前所未有的速度动员起来。地热能，尤其是在火山活跃区域，可能会成为最后一道希望。核聚变，虽然是我们梦寐以求的清洁能源，但在短时间内实现大规模应用来弥补太阳能的缺失，可能性微乎其微，技术和设备上的壁垒太高了。

第二阶段：走向黑暗与严寒 – 生存的残酷现实

太阳光照的消失意味着地球将迅速失去绝大部分热量。

温度骤降：即使在太阳熄灭后，地球内部的热量依然存在，地热能也能提供一定的温暖。但是，地表温度将急剧下降，很快就会降到零下几十甚至上百度。海洋会首先结冰，大气层也会逐渐变得稀薄和寒冷。
食物链的断裂：光合作用是地球生命的基础。没有阳光，植物将无法生长，农作物会死亡，草原会枯萎。整个食物链将迅速崩溃，依赖植物的食草动物灭绝，进而影响食肉动物。
生存环境的极度恶化：地表将变得不适宜居住。空气中的水分会结冰，降雪可能持续不断。地下世界，特别是那些有地热活动的区域，将成为人类唯一的避难所。

人类的出路在哪里？

面对如此严峻的局面，人类必须采取极端且极具创意的生存策略。这几乎是将人类文明推向了极限。

1. 地下生存与地热能利用：
深层地下城市：沿着已有的矿井、地铁系统、甚至地质裂缝，人类会集中力量向地下深处挖掘，建造能够维持生命所需的热量和空气循环的地下城市。
地热发电：这是最关键的能源来源。利用地球内部的地热能来发电，为地下城市提供照明、供暖和生命维持系统所需的一切能量。这将需要全球最顶尖的工程师和地质学家合作，以前所未有的速度开发地热资源。
闭环生态系统：在地下环境中，需要建立完全封闭的生态循环系统。水循环、空气净化和再利用至关重要。食物的生产将主要依靠人工光源（电力驱动）种植的作物，或者利用微生物发酵等方式来获取蛋白质和营养。

2. 太空探索与流浪：
殖民其他星球：如果人类科技发展到可以实现大规模星际旅行，那么逃离地球可能是最后的选择。例如，前往火星或其他有潜在宜居条件的行星。但即便如此，这些星球的太阳也可能存在类似问题，或者它们的光照不足以支持现有文明。因此，更可能的策略是寻找拥有自主恒星系统的星球。
建造巨型太空栖息地：如果殖民其他行星不可行，那么建造巨大的、自给自足的太空站，利用某种人造能源（如先进的核聚变反应堆）来维持一个类似地球的环境，将是另一种可能性。但这同样需要极高的技术水平和资源投入。

3. 生物工程与基因改造：
适应严寒和黑暗：研究和改造人类自身的基因，使其更能适应极端的低温和缺乏光照的环境。例如，提高新陈代谢效率，增强对维生素D等营养素的合成能力，甚至改变昼夜节律。
人工合成食物：开发更高效的人工合成食物技术，例如通过化学合成或微生物发酵生产必需的营养物质，以应对食物生产的危机。

4. 人工智能与自动化：
维持基础设施：在极端环境下，人类的体能和行动会受到极大限制。人工智能和机器人将承担起大部分的维护、建设和生产工作，确保地下城市和太空栖息地的正常运转。
科学研究与发展：人工智能也可以加速新的生存技术的研究和开发，例如更高效的能源利用、更先进的生命维持系统等。

文明的传承与重塑：

如果人类真的能够度过这一劫难，那么文明的形态将会发生翻天覆地的变化。

集体主义与资源共享：在极度严酷的环境下，个人主义将难以生存。高度的集体主义和资源的集中管理与分配将成为必然。
科学与技术是生存的唯一法则：科学技术将成为人类文明的基石，所有社会资源和精力都将围绕着科技的进步和应用展开。
价值观的转变：曾经的很多社会议题和价值观可能会变得无关紧要。生存，以及如何更好地生存下去，将是所有人类共同追求的目标。

这是一个极其黑暗的设想，它迫使我们思考生命的脆弱和宇宙的冷酷。但同时，它也展现了人类的韧性和创造力。如果真的面临这样的挑战，我们最需要的不是绝望，而是团结、智慧和无比的决心，去寻找哪怕一丝渺茫的希望，去拥抱那未知的、可能更加艰难的未来。

网友意见

以目前对主序星的了解程度来看，“太阳燃烧完了”指的是“太阳变成白矮星”。

太阳这样的恒星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。

那么，人类爱怎么样就怎么样。

如果76亿年到100亿年后人类还存在，“太阳燃烧完了”这件事对人类来说已经不是“屁都不算”的程度，连一个屁里的一个原子里的一根弦都不算。许多人大概早已飞出太阳系、飞出银河系、飞出拉尼亚凯亚、飞出可观测宇宙。对太阳有特殊癖好的人大概可以随便点一堆太阳出来，或是将“特定的那一个太阳”修理回此人喜欢的状态、从不同的时间上取个“从未经历过该阶段的太阳”，诸如此类。

如果你要谈论“太阳现在突然熄灭”这样“由实在论看来不可能的事件”，“太阳的温度可以这样子突然降低”意味着我们现有的热力学存在严峻的问题，或许我们很快就能把永动机搞出来。在那之前，大部分人会暂时变成无机碳，但少数人可以靠地球内部的衰变热、人类手头的原子能、化能合成微生物·电合成微生物·辐射合成微生物提供的热之类维持下去。“太阳突然熄灭”是不能消灭地球生物圈的。

“质子衰变”“宇宙热寂”之类同理：

如果人类在目前推测那些事能够发生的年代仍然存在，人类大概早已掌握让物理定律跳脱衣舞的力量——否则你无法解释人类是怎么存在到那时候的。
如果你认为那些事现在就可以发生，那么这个世界的物理规律和我们目前知道的有极大区别，可能允许我们立即做到超乎想象的事，从而彻底放逐那些事在目前看来的危险。

太阳的未来

以目前的认识，太阳变成红巨星之前，每11亿年就会变亮10%，这意味着太阳的宜居带会逐渐外移，让地球表面不再适合地球生物圈——当然，这不足以消灭深层地下生态系。

10亿年后，火星表面的温度可能变得适合地球现有的生命形式。
35亿年后，地球表面的温度大概会变得和现在的金星一样。

约54亿年后，太阳核心的所有的氢聚变完毕，核心开始收缩、让核周围的氦升温到开始聚变的程度，这会让太阳外层急剧扩张，成为红巨星。

在76亿年内，太阳会逐渐膨胀到最大半径为1.2天文单位的地步，最大光度达到现在的2700倍，并放出强烈的太阳风，累计可以送走三分之一的质量。膨胀的太阳预期会摧毁水星和金星。地球轨道会随着太阳质量流失而逐渐远离太阳，目前不能确定地球会不会掉进太阳。

76亿年后，冥王星与卡戎等柯伊伯带天体表面的温度可能变得适合地球现有的生命形式。

那之后，太阳的尺寸会徐徐缩小，并可能出现氦闪。太阳的光度会慢慢下降，成为一颗水平分支星，持续约1亿年。

这之后，太阳会第二次膨胀，变成渐近巨星分支星。其光度会再次升高。这一阶段可能会持续三千万年。

然后，太阳会在十万年内抛出外层形成行星状星云，本身变为一颗白矮星，具有太阳最初质量的54%，尺寸与地球相近。

白矮星太阳会慢慢冷却下去，直到成为黑矮星。

约10^1200年后，黑矮星太阳可能发生最终爆裂而消散。当然，曾经参与组成太阳的基本粒子或其变成的辐射将长久地存在下去。

太阳更长远的未来与人类的未来有相似之处。

人类的未来

持有不同思想与观点的人们对人类未来能怎么样的见解是五花八门的。

现在所处的时代可能是技术奇点的前夜、即将迎来机械之神的降临；
也可能是技术缓慢减速、漫长的乏味时代的开端；
也可能是赫伯特峰值的顶点、往前半步便滑向无底的深渊；
还可能21世纪真的是生物的世纪、在2100年之前我们就成为了泰伦虫群。

可以参照以下：

要衡量文化上千姿百态的文明是否“进步”，通常会使用卡尔达肖夫文明指数，这是苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫提出的概念：

宇宙中的文明可分为三个等级。

Ⅰ型文明可使用母星上的全部能源。
Ⅱ型文明能收集整个恒星系统的能源。对我们来说就是完全掌控太阳的输出。
Ⅲ型文明可以利用整个星系的能源。

地球上的卡尔达肖夫文明指数Ⅰ型文明的功率，按照地球的输入能量计算需要达到1.74E17瓦。卡尔萨根将这个标准设为1E16瓦，并设定了以下公式来计算文明指数：

K为文明等级指数，P为文明的功率。将我们现有的2E13瓦代入公式可以得到0.7301。这就是一些科普提到我们现在是0.7级文明或0.73级文明的出处。

一般而言，会谈这个的科学家对人类达到Ⅰ型文明还是较为乐观的，认为一百到二百年内就可以实现。

如果人类保持现在的发展速度，在约210年后可以达到卡尔达肖夫文明指数Ⅰ型文明。
也有一些悲观主义者认为人类可能永远达不到这个阶段、会像赫伯特峰值的曲线那样滑落下去。

太阳系里的Ⅱ型文明的功率，按照太阳现在的输出计算需要达到3.86E26瓦，通常表达为4E26瓦。以我们现在知道的方法，使用围绕太阳的戴森云、黑洞引擎之类装置才能达到。卡尔萨根将这个标准设为1E26瓦。

谈这个的科学家数量不多，一般把时间表放在数千年内。也有认为数百年内可以拿反射镜戴森云先凑数的人。用现在每年2.5%的平均总功率成长率维持下去，发展到这个水平需要约1185年。如果人类不能保持现在的发展速度，用每年0.1%的假定发展率计算，发展到这个水平需要约29256年。
长久保持这个发展速度是很难的，但也有一些学者相信2029~2045年人工智能会取得加速进步并在2045~2075年抵达技术奇点，那之后的发展速度可能爆炸性提升。
技术奇点本身可能是无法达到的。悲观主义者说，人类自己在这段时间里自我毁灭的可能性要大一些。

银河系里的Ⅲ型文明的功率要达到4E37瓦。卡尔萨根将这个标准设为1E36瓦。依托银河系中心的超大质量黑洞可以达到。到了那个阶段，“太阳燃烧完了”对人类来说就已经挺搞笑的了。

谈人类有可能达到这个水平的科学家，例如加来道雄，一般把时间表放在十万到百万年内。
如果人类文明能保持现在每年约2.5%的功率成长率，继续存在2117年，就会成为卡尔达肖夫文明指数Ⅲ型文明。设功率成长率降到每年0.1%，人类能这样继续存在52293年的话，也会达到一样的效果。
这说明即使是加来道雄这样看起来每天笑呵呵的科学家，其实对人类的未来也是非常悲观的，他们不认为人类会一直进步。

但是，如果人类能长期延续下去，想不变强都不行。

可以参照：如果发现一个比人类文明历史长500万年的类地文明，而科技水平和地球近似相同，我们还有必要继续科研吗？

至于Ⅱ、Ⅲ型文明是否有可能达到的问题，我们可以抬头看看其它星系里的情景：

你觉得戴森云应该是什么样的，发射恒星级的红外线而没有多少可见光么？

我们已经在M33星系发现了一个在近红外和可见光波段暗淡但在中红外波段上在整个M33里第二亮的不明天体。它是中红外波段上M33里第一亮的恒星级天体。

你觉得卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明居住的星系应该是什么样的？

椭圆星系的传统形象是恒星形成过程已基本结束的星系，主要是衰老中的恒星，偶尔有少量的恒星形成。通常，椭圆星系看起来是黄色或红色，与在旋臂上有高热的年轻恒星而呈现淡蓝色的螺旋星系有很大的差异。但是红色的螺旋星系与蓝色的椭圆星系都是实际存在的。

我们已经知道至少8个几乎不发射紫外线的红色螺旋星系，其中5个有很强的中红外发射。这和淡蓝色螺旋星系完全不一样。在我们知道的范围内，这像是将整个星系的蓝色恒星拆解为红矮星的超级工程。那基本上需要卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明。
在“压倒性异常”方面类似的是Messier 105(NGC 3379)，充满了新生恒星的椭圆星系。

PGC 54559，6.12亿光年外的一个有极其特异的形态的星系，直径约10万~12万光年。

这样的星系在我们观测到的河外星系里占比不到千分之一，成因还未确认，没有人能斩钉截铁地证明它们不可能是文明的产物^[1]。

普通螺旋星系和环状螺旋星系之间的状态：

NGC247直径约70000光年，距离我们约1100万光年远，位于南天的鲸鱼座。星系盘的一侧有个明显的空洞，使它获得了“针眼星系”的别称。该区域也被SETI怀疑是技术产物。
左下侧排成一列的4个星系被称为Burbidge星系链，估计它们距离我们约3亿光年远。

更大的文明指数一般出现在追求宏大设定的少数科幻作品或不会离开预印本网站的软胖论文里。文明指数其实也是个非常软胖的指数式，它膨胀起来一点也不亚于分贝。

总功率的提升是文明水平的一个切面。对物质和能量的利用效率与回收效率的提升、文化与道德的演进、分配方式的合理化、社会更好地帮助个体实现价值、永生技术、虚拟现实、在多重宇宙间扩散开来、创造或毁灭任意个宇宙等等都是文明发展的表现。

参考

^ https://arxiv.org/abs/1412.4011

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