如果太阳的所有辐射都指向地球，在目前的日地距离上，地球会有怎样的变化？
2024-11-19 阅读 26
如果太阳的所有辐射都指向地球，地球会受到极端的高温和能量，可能会导致地球表面的温度迅速升高，大气层受到严重破坏，生物无法存活，地球表面可能会变得炽热，整个地球环境将变得极端恶劣。这种情况下地球上的生命将无法存活。因此，太阳的辐射均匀分布在太空中对地球上的生命和环境起着至关重要的平衡作用。
更新于 2024年11月21日
把“太阳的所有辐射都指向地球”，意思应该是所有太阳辐射能量，包括正面的背面的统统都集束到地球上，这时候跟“日地距离”是多少已经没关系了。或者题主有别的意思？
我们来简单算一下地球的变化。
首先，对于地球来说，太阳的入射、地表的辐射、地球内部产热、大气的吸收和再辐射、温室效应等等共同导致了地球表面的热平衡。如下图。
地球表面的热平衡为了简化，我们不考虑地球内部产热、反射率、温室效应、行星自转等等这些，就假设地球吸收太阳辐射后，又作为黑体把能量辐射出去，来计算一下地球表面的温度。
那么在目前的情况，地球每秒接收的太阳辐射能量为： \frac{L_{\rm sun}}{4\pi{\rm (AU)}^2}\pi(R_{\rm earth}^2)\frac{L_{\rm sun}}{4\pi{\rm (AU)}^2}\pi(R_{\rm earth}^2)
黑体每秒辐射能量： \sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2
两者相等，可得地球表面温度约为278 K，也就是摄氏温度5度。（实测为288 K、摄氏温度15度，因为我们忽略了很多效应）。
现在，我们用上面的假设来计算题目中地球的温度。
把全部太阳辐射供给地球： L_{\rm sun}=\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2L_{\rm sun}=\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2
可得温度约为6万K。比太阳表面5700K高好多哎～
岩石熔点不到1000度，汽化温度大约1000-2000度，金银铜铁熔点1000多度，汽化温度2000-3000度。所以地球要变成一团等离子体了吧？
这个题的物理图景就相当于有一个太阳那么大的球，表面温度5700K，向球内部辐射，到地球那么大的半径处，温度为多高。
地球目前接收到的太阳辐射仅占太阳总辐射量的二十二亿分之一。
所以。。。大概会被直接烤化吧，物理意义上的。
这个好算。
太阳辐射功率是3.74E26 W。
地球表面积：5.1E14 m²
地球表面黑体辐射功率：2.9E7·T⁴ W
地球热平衡时2.9E7·T⁴ = 3.74E26
T = 59926 K
