如果太阳熄灭，人类要如何生存？

题主啊，开脑洞一定要合理假设，在主序阶段的太阳如果没有聚变反应拿什么抵抗自身的引力呀？

（ 之前我说的不太对，

的考量是正确的，因为都服从泡利不相容原理，依靠电子简并压和中子简并压稳定存在的星体——白矮星（

）和中子星（

），确实能抵抗引力。只是它们都是恒星的尸体，在那个阶段讨论“人类将用何种方式生存最长时间”意义并不大）

我们就着题主的意思下去吧（多图预警）：

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第一部分：黑暗侵袭？

无论你在看《暴走大事件》还是《疑犯追踪》，你并不会马上感觉到窗外的天黑了，因为地球到太阳的距离够光跑一会的：

直到500秒后······

天空中可能还会有一丝弱光，在地球知晓阳光熄灭后，木星还是能继续反射之前的太阳光：

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在大约30分钟到1小时之后，天空中最后一道亮点也逐渐消散，微黑色成为天空的主旋律，因为在没有月光和阳光的条件下，宇宙将成为唯一的可见背景。

在2004年，Abdul Ahad计算出了银河系的亮度，得出Ahad常数：

式中，mi叫做第i颗恒星的 视星等（

） ，1 lx (勒克斯) = 1 lm/(m)^2 的 视星等为-13.98。

如 牛郎星 为0.77， 织女星 为0.03，除了太陽之外最亮的恒星 天狼星 为−1.45， 太阳 为−26.7， 满月 为−12.8， 金星 最亮时为−4.89。现在地面上最大的望远镜可看到24等星，而 哈勃望远镜 则可以看到30等星。

摘自

总之，银河系的亮度约为 1/300的满月亮度 ，并不是完全漆黑一片。

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第二部分：能源浩劫？

好消息是， 电力和化石燃料（并不依赖阳光） 依旧可以继续使用。根据以下的大致数据：

图片来自

上面这幅图是US原油的产率。

图片来自

上面左图是煤的产率，以每年7%的消耗量计算，可以说真的不需要担心，用知乎某个之前广发讨论过的问题中

答主的话说：

甚至可以乐观的说，只要地球上的生物没有灭绝，人们都能开采出油气资源。

摘自

如果有异议的话，大家可以移驾去看一下他的答案，我在上面给出链接了。

有很多同学提到了开采传统能源的方式，这里介绍一下 水力压裂法 （ Hydraulic Fracturing 或者 Fracking ）：

关于详细信息可以参考 Introduction

如果你不想看英文，那么下面的多图+中文为你准备（源地址： https://www. youtube.com/watch? v=Uti2niW2BRA ）：

我们能源消耗的增加，大部分是落在了煤或者天然气的化石燃料上：

而水力压裂法主要跟天然气有关。简单来说，水力压裂法主要是关于 从地底深层天然气的抽取 。在此方法中，多孔岩由于 水、砂和强力化学试剂的使用 而破裂，以 释放密封在其中的天然气 ：

据统计，水力压裂法单单在美帝就被使用超过了 一百万次 ！并且，超过六成的所有新油井和天然气井都是利用的水力压裂法钻凿。

水力压裂法分为几个步骤：

首先，一座竖井钻入地下数百公尺，从那里，一条水平的洞钻进含有天然气的岩层；

然后，使用高效能帮助压裂液灌入地下。通常，压裂液含有八百公升的水（相当于大约65000人一天的摄入量）加上数千吨的砂砾和大约二十万公升的化学药剂。混合物穿透进入岩层并产出数不清的小裂痕，砂砾避免裂痕再次闭合。

化学试剂具有不同的效用，除此之外它们还可以压缩水、大量消减细菌或分解矿物；

接下来，大部分的压裂液被抽取出来，然后天然气可以被重新填满。一旦天然气消耗殆尽，钻孔就会被封起来。一般来说，压裂液会被灌回地底深处，并被密封在那里：

然而，压裂法同样也具有不可忽视的风险。

主要的风险在于饮用水的污染。水力压裂法不仅浪费了大量的淡水，而且这些水随后还会受到污染并具有 高度的毒性 。这样的污染如此严重，以至于那些水无法在污水处理厂实施净化。虽然这个风险广为人知，且理论上可以被管控，但在美国，没错，仅在美国，水源就已经因为疏忽而被污染了。还没有人知道被密封的水在未来会有什么样的影响，因为在这项议题上压根还没有什么长期的研究。

另一项已知的风险就是温室气体的释放。透过压裂法抽取获得的天然气主要有甲烷组成，甲烷是一种比二氧化碳强上25倍的温室气体。天然气在燃烧时，比煤的伤害要小，但是压裂法对气候平衡的负面效应却是全面性的。首先，压裂的过程需要非常大的能源消耗。第二，钻孔很快的就会消失殆尽，且比传统的天然气井还需要更频繁地钻凿压裂孔洞。第三，大约3%的天然气在抽取过程中流失，并散漏到大气中去。

当然，在现在这个相对富足的条件下，我们可以理性的评估益处和风险的平衡以及其预期利益。当然，这项技术在短期到中期之间能提供一种方式来满足我们对低成本能源的要求，但是长期后果是无法预见的，并且对我们饮用水的风险应该要引起重视。

然而，如果是处在太阳消光这样的时期，那么以生存为第一前提的原动力可能会促使人类选择忽视破坏环境造成的影响。

那么好了，暂时不用担心能源问题，城市依旧可以通过人造光点亮生活，只不过每天都是”夜生活“罢了。但这也未必是一件好事，全天候使用人造光源必然造成更为严重的光污染，也许以后这样的美景就成稀世珍宝了：

图片摘自

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第三部分：光合为上？

感觉不错是吗？嘿嘿嘿

遗憾的是，光合作用灰飞烟灭了。在油管里， minuteearth 的“Why are leaves green”（

和

）这两集中提到地球上 99.9% 的自然生产（natural productivity）与光合作用息息相关。

这里引入一个 HANNP 和 NNP 的概念，大家看一下：

图片来自

这篇文章的作者根据他们的模型做一个全球消耗净初级生产分布图：

图片来自

从这两幅图中大家可以看到光合作用对人类活动的重要性以及人类对其的依赖性。

消耗最为猛烈的地区分别为：西欧、南亚大陆、我国部分地区还有中东部分地区。

其中消耗活动 最为激烈 的地区是西欧和南亚大陆，居然超过了本地净值的 70% ，而最少的是南美大陆，消耗量不到本地净值的 7% ：

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光合作用对人类如此重要，没了阳光，植物无法吸收二氧化碳，也无法生产人类所需的氧气！

要玩完了，宗木邦？？

不用担心，人类每年大约消耗6×10^12 kg氧气，而大气中总氧气含量大约在1.2×10^15公吨：

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所以昆虫、微生物还有我们大概有几千年的时间躺耗，暂时不用担心这个问题了。

植物们就没有那么幸运了，大量的植被迅速死亡，除了那些巨杉：

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因为巨杉能储存大量的糖分，足以供应它们度过黑暗的年代，它们的首要问题是降温，随着地表的不断降温，巨杉的水分、树液（sap）会在它们饿死前就凝固了。

如何应对光合作用消失的这个问题？有很多同学说到的食物链断裂的问题也可以归结到光合作用消失这块。

评论区的

提供了人造小太阳的观点，因为高能物理不是我的方向，如果有等离子体物理背景的同学可以帮助一下是最好的。

我有几个个思路

1.跟很多同学提出的一样：人造光源

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在网上查找的过程中，发现了一个研究单位，叫做 Lighting Research Center（LRC） ，在他们的主页上，我找到了一个 全谱光源 （仿太阳光）的介绍：

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在上述的摘要中说，全谱自然光的仿生技术已经被公关，甚至有十几家企业已经进行了商业化。

太阳光模拟器大致有三种类别，这里放一张简单的原理图：

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太阳光到达地球大气层后辐射波段为100~1000000nm，可以被分成一下几个区域：

紫外C区：100-290 nm

紫外B区：290-320 nm

紫外A区：320-400 nm

可见光区：400-700 nm

红外-A：700-1400 nm

红外-B：1400-3000 nm

红外-C：3000-1000000 nm

利用全谱模拟可以做到以下程度就可以利用一定的照度：

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如果大家感兴趣的话可以去他们的网页上进行搜索，这里不再赘述了。

2.人造仿生光合作用结构

与之前的人造光源相比，这只是一个尚在实验室阶段的纳米技术。

Xinchen Wang及其同事合成了一种空心的纳米球：

图片摘自

这种空心结构能利用可见光照射来催化从水生成氢的反应，以驱动该过程的进行，而 氢 则有可能作为一种 燃料 被收集和使用：

图片来自

利用之前的人造光源，结合这项纳米技术（假设实现了），在黑暗之中则有了燃料的可能性，氢也是内燃机和其它交通工具的潜在燃料源，同时为之前的传统能源选项加入了一个 绿色方案 。

3.人造树叶

我们知道，光合作用是绿色植物将来自太阳的能量转化为化学能的过程。 水的光解 ，即水被夺走电子，分解成质子和氧气，是光合作用的第一步：

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这个过程发生在 光系统Ⅱ （photosystem Ⅱ complex）里。光系统Ⅱ是植物的一种光合作用单位，它含有两个捕光复合物和一个光反应中心。

引自

亚历桑那州大学托马斯-摩尔(Thomas Moore)教授称，最初我们设计的人造树叶工作效率并不好，经过一番分析研究，我们注意到化学链的一个步骤可以减缓整个过程，然而快速反应必须结合较缓慢过程，形成人造树叶生产力的一种“瓶颈效应”。
摩尔教授强调， 快速反应是光能转变成为化学能量的步骤 ，减缓这一过程，化学能量能转变为水。经过近距离研究该步骤，科学家意识到能够更进一步地模拟自然特征，这一自然过程使用“一种中间步骤”。

引自

图片来自

但是因为基于半导体的人造树叶太昂贵，也不够稳定，所以他们又使用了一种新的方法，石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride）作为光合作用的催化剂：

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这种物质类似于石墨烯，是高度稳定的，生产成本非常低，而目前研究人员面临的挑战是提高其光合效率。

引自

4.迷一般黑暗中变绿的植物

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一些光合作用生物（例如松苗和其他裸子植物）能够在黑暗中变绿，这与豌豆等被子植物幼苗变绿对光的严格要求形成对比。

这种“黑暗艺术”背后的是一种酶在起作用：

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该结构显示了Pchlide 的C17-C18双键还原反应的一个可能的化学机制。有趣的是， DPOR与众所周知的固氮酶相似，说明固氮的分子机制与在黑暗中产生叶绿素的分子机制之间存在一个密切的演化关系。

引自

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第四部分：冷冻地球

在阳光的照射下，地球表面包括热区、冷带的一年四季的平均温度为14到15摄氏度，这是一个非常适宜的温度。

但在阳光消失后，地球开始会指数级别的辐射出热量：

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然后缓慢的减弱辐射热量。

于是真正的威胁来了—— 降温 。

在一周过后，地表的温度就会接近零摄氏度。

一年后，地表的温度就会接近-73摄氏度，ice age开始了：

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这时候的最佳方案就是移居火山口边上烤全羊：

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或者黄石国家公园：

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或者冰岛：

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我们知道80%地球的内部热量来自于地核，在那里放射性元素不断衰变已提供其所需的能量维持温度在5000摄氏度：

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冰岛在利用地热能方面颇有心得，可以借鉴一下：

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热泵的原理跟热机的差不多，利用制冷剂在高低压条件下的温度不同实现供暖，同时形成一个循环利用地热的效果。

同时还可以利用地热能来进行发电：

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如果能成功利用地核的核能量供暖，并在地壳一下建造安全堡垒的话，电影 《黑客帝国》 中地下堡垒Zion说不定真能实现：

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在此后的十到二十年间，地表会逐渐开始出现露珠，但此露珠非彼露珠，成分不是水而是淡蓝色的液态的空气（

）：

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因为不断的降低温度会把空气中排列较为疏密的气体成分变得越来越致密，然后开始形成云和沉淀物比如雨，再往后就是雪。所以此时天空中下起了液态空气。

这时候大家就要从地底下出来了，带上雪橇，穿上专用的宇宙保暖服，干嘛呢——挖空气雪啊：

把雪打包好地下堡垒，放在炉火旁烤化了，全家一起呼吸：

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于是，三年过去了，海洋也逐渐结冰了，之前海洋并没有马上结冰是因为水具有很高的热惯性，但是无可避免地，海洋也冻上了：

地球看上去了无生气。

然而，因为冰的密度比水小，所以总会浮在海洋的表面上。冰是一种很好的绝缘体，所以即便是在太阳消光几亿年间，液态水依旧可以在海洋的底部泉涌，被海面上的冰层保护着，同时被地球内部供热的深海热泉加热：

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这个过程会绵延不绝。

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第五部分-强悍公民？

不管太阳是否消光，地表结冰与否，生机与否，极端微生物（

）如某些嗜酸细菌会在深海热泉周围诺无其事的生存。事实是，它们本就生活在深海中，早已习惯了与阳光绝缘的日子，在这块地盘上它们占山为王，自力更生，任是将光合作用废黜，打通了 化能合成（ Chemosynthesis ） 的任督二脉：

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它们将热量、甲烷和硫磺转化为生命必须的能量，随后又被蛤以及管虫食用，随后极端微生物又会将矿物元素沉积回热泉中，从而保持了整个生态链和食物链的完整。这是一个排除了阳光的循环，因此像这样的地球公民能熬过太阳消光的时代，或者说它们压根就不会知道太阳的消光，它们会像什么都没有发生过一样诺无其事的生存。

其实，说到这，大家都能明白一个道理，大自然是绝对值得敬畏的，巧夺天工的伟大令“人定胜天”显得狂妄而愚蠢。千万年以来，各类物种沉浮其间，时不时地，总有一些从深渊中浴火而出向时代的霸主们发出清醒而又明确的信息：“你们不是最牛逼的！”

当然不排除有想到海底去续命的，潜艇生活准备好：

图片来自

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除去我上面乱扯的东西，阳光消失后的另一个简洁却又无比正确的做法就是

不是吗？

有不少同学不知道最后一张图的意思，很简单，用爱发光，不一定是你的恋人，可以是你的家人和朋友，因为爱才是永不止息的。

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参考资料：