小夥伴們！你們知道嗎？質量越大的恆星壽命越短，質量越大則燃燒越快，所以壽命越短。

而養育我們的恆星太陽，是一個質量小的恆星，所以說我們很幸運，因為太陽是質量小的恆星，所以燃燒的很慢，讓地球有足夠的時間發展生命。

太陽之所以50億年之後會變成紅巨星，是因為太陽中心在發生核聚變，太陽的中心就像核武器核彈一樣在不停的發生爆炸，所以太陽中心發射的輻射把太陽外部的氣體往外推，太陽會發光，完全是因為太陽中心的核聚變之後發出的能量，我們看到的光都是從太陽中心發出來的。那就有小夥伴就要問了，為什麼太陽外部的氣體沒有因為太陽中心的核聚變而被推出來，推到宇宙中去，那是因為萬有引力起的作用。太陽同時受到核聚變能量的漲力和太陽的萬有引力。太陽所發出的能量（能量也就是質量的另一種存在形式）在不斷的減少太陽的質量（一個物體的質量越大則引力越大），所以太陽的引力不足以把太陽的外部吸收的更緊一點，因此太陽的外部會因為太陽能量的輻射以及太陽風，而向外膨脹。根據科學家計算:太陽每過十億年增加6%，但是隨著太陽在不斷的膨脹，地球也越來越不適合生物居住，地球上的生物都會慢慢滅絕。而人類也已經移居其他星球。

再過一段時間，太陽將會因為燃燒最終能量耗盡，坍縮成為一箇中子星。

喜歡就關注！哎呀呀！

目前的太陽正值壯年時期，正在進行著氫聚變，太陽每秒鐘要消耗數百萬噸氫，氫元素聚變生產氦元素，也就是說每秒鐘有數百萬噸氦元素生成。數十億年後，當太陽上的氫越來越少，氦越來越多，氫聚變釋放的能量越來越少，太陽開始收縮，壓力變大，溫度上升，當溫度和壓力上升到一定程度，就會點燃氦聚變，氦聚變比氫聚變釋放的能量要大得多，迅速而猛烈，陽光更加強烈，太陽就會變得非常不穩定，太陽的引力無法阻止巨大的能量釋放，氦聚變釋放的巨大能量，推動著太陽內部的物質往外擴張，最終太陽將膨脹成紅巨星，最終太陽膨脹到把地球吞入太陽內部。

首先感謝邀請。我們的宇宙誕生於138億年前的大爆炸，如果沒有那場大爆炸，今天的世界將不復存在。隨著我們的科學技術越來越發達，我們對災難的應急響應也越來越多。未來百年之內我們甚至能抵抗小行星的撞擊，但是地球並不是人類賴以生存的永生家園。因為在50億年後太陽就會發生膨脹。這場膨脹將會將地球徹底吞噬掉。

很多人都認為太陽是一顆火球。實際上呢，太陽是一顆由氫氣構成的等離子氫氣球。它已燃燒氫的方式產生核聚變，進而釋放光能和熱能。我們知道當氫元素達到一定的高溫和一定的壓力之後，它會發生核聚變繼而融合成氦，而氦元素比氫元素重，因此它就會向恆星的核心沉澱，等他沉澱的時候，它會承受更高的溫度和壓力，繼而發生融合產生核聚變，最終當元素核聚變為鐵的時候，由於鐵的性質非常的穩定。

即使今天宇宙的所有的恆星都無法進行鐵的核聚變，這樣我們知道鐵非常的重。他就會沉澱到恆星的核心。隨著越來越多的鐵堆積，恆星的體積開始發生膨脹。在膨脹的過程中，恆星的體積會變的越來越大，繼而引力開始對其產生壓縮。在超強的壓縮下，恆星的核心就會坍縮成一顆極其堅硬的白矮星，隨著太陽的體積變得越來越大，它的質量相對應變得越來越小。這樣超強的太陽風會把它的外殼吹散掉，形成我們所說的行星際星雲。這就是太陽的一生。他變為白矮星之後會繼續的燃燒，當他把最後一絲質量最後一絲能量最後一次光散射完之後，它將會變為黑矮星，最終在宇宙中消失。

50億年後太陽會膨脹，吞噬水星金星並殃及地球，其原因是太陽內部的氫元素，核聚變生成氦，氫元素消耗殆盡後，在更高的溫度和壓力下，氦又產生了聚變，產生接近1億度的極度高溫。熱量由核心傳遞到太陽外層，並不斷向外膨脹，溫度在3000度左右，所以顏色成紅色，稱為紅巨星。

我們都知道，太陽並不是一個永恆的存在，不管怎麼樣，它最終總是會走到生命的盡頭，在科學家的描述中，大約50億年後，太陽就會膨脹成紅巨星，隨後還會發生威力巨大的氦閃，到那個時候，地球很可能會被太陽吞噬，所有的一切都將隨之終結（如果屆時地球還存在的話）。

這實在是一個悲傷的故事，但好訊息是這似乎離我們非常遙遠，以至於現在的我們根本不會去擔心這個問題。相比之下，我們更感興趣的是，為什麼會發生這樣的事情。

有人說50億年後的太陽將會膨脹吞噬地球，那是什麼原因讓它膨脹的？

在很多人的印象中，太陽就是一個熊熊燃燒的大火球，但實際上並不是這樣。事實上，整個太陽只有核心這一小部分割槽域在“燃燒”（注：這裡所謂的“燃燒”其實是核聚變反應），這個區域半徑還不到太陽的4分之1。

太陽核心的核聚變反應源源不斷地以高能光子的形式向外輸出能量，在太陽的內部形成強大的輻射壓，這使得核心以外的氫幾乎就不可能進入太陽的核心反應區。這就意味著，在太陽漫長的一生裡，只能消耗掉自身的一少部分氫元素，這無疑大大地縮短了太陽的壽命。科學家根據這個模型，再代入透過實際測量計算出的相關資料，推測出太陽核心的氫元素還可以支援太陽“燃燒”大約50億年。

太陽之所以能夠維持現在的穩定狀態，是因為它自身的重力與內部的輻射壓處於一個動態的平衡，50億年之後，太陽核心的氫元素消耗殆盡，就會因為內部失去抵抗自身重力的能量而向內坍塌，在坍塌過程中，被釋放的引力勢能會促使太陽核心區域的溫度以及密度不斷地提升，當溫度和密度升高到一定程度的時候，就會點燃位於核心外殼的那些原本沒有參與反應的氫元素，這就是所謂的“氫殼層核聚變”。

最裡層的“氫殼層核聚變”被點燃以後，其產生的高溫又會點燃更外層的氫，從而在太陽的核心外殼區域引發一系列猛烈的氫核聚變反應，由此產生的巨大輻射壓就會將太陽的外殼“吹”起來，於是太陽的體積就急劇膨脹，轉變成了紅巨星。根據相關計算，到時候太陽的半徑將會暴漲200倍之多，其巨大表面將抵達地球的公轉軌道，因此地球很可能被它吞噬掉。

需要指出的是，由於膨脹之後能量密度急劇減小，轉變成紅巨星的太陽表面溫度反而會下降很多。因此50億年後，即使太陽吞噬了地球，也不會像想象中的那樣“渣都不剩”，很可能只是將地球的外殼剝離，而地球堅硬的鐵鎳核心則會“倖存”下來（對地球上的生物而言，這並沒有什麼意義）。

那麼說好的氦閃呢？氦閃基本條件就是指恆星內部氦元素的聚變反應被點燃，氦核聚變需要的溫度至少是1億攝氏度，這是太陽膨脹之前無法提供的溫度，而在轉變成紅巨星之後，太陽核心會因為內部失壓而繼續坍塌，溫度和密度也會進一步地提升，當達到臨界點時，其核心的氦核聚變就被點燃了。

此時太陽的核心已經是“準白矮星”了，大量的以氦為主的物質都是以簡併態的形式存在，由於簡併態物質密度極高，其體積又不會因為溫度變化而改變，所以在這個時候氦核聚變的反應速率非常的快，在單位時間內輸出的能量可以達到正常恆星的幾十萬甚至上億倍，因此被稱之為氦閃。

氦閃是太陽最後的“瘋狂”，在此之後，極度膨脹的太陽就會慢慢地冷卻，其巨大的外層將會形成一片壯觀的行星狀態星雲，而它緻密核心形成的白矮星還殘留著自己曾經的輝煌。白矮星的內部不再有核聚變反應，其溫度將會逐漸消散在宇宙空間，億萬年之後，當它的能量散失殆盡，它就變成了宇宙中的“幽靈”——黑矮星。

要搞清楚50億年後太陽為什麼會發生膨脹，那我們就得先搞清楚太陽燃燒的機制，這和我們普通的燃燒完全就是兩碼事。那具體是咋回事呢？

今天，我們就來說一說這個話題。

太陽的燃燒機制

你可能知道，太陽的燃燒機制其實是核聚變反應。不過，不知道你想過沒有，為什麼太陽可以自發的啟動核聚變反應？畢竟，我們製造一顆氫彈本身就不是一件容易的事情，要不然世界上擁有核武器的國家也就不會那麼少了。

實際上，太陽的核聚變反應和它自身的引力有關。具體來說是這樣的，我們都知道太陽是太陽系的主導，實際上它比我們想象中得還要大得多，太陽佔據整個太陽系總質量的99.86%以上。也就是說，其他的天體總共加起來，連0.14%都不到。因此，太陽自身的引力是十分巨大的，這就導致太陽核心的溫度和壓強在引力的作用下急劇升高，大概可以達到1500萬度以及200多萬個大氣壓。不過，這個溫度是不足以促發核聚變反應的，核聚變反應最起碼需要1億度，科學家引爆氫彈其實就是先引爆原子彈，使得溫度可以達到氫彈引爆的溫度。

這個溫度和壓強使得太陽核心就會達到一種狀態，是有別於固態、液態、氣態的等離子態。在這種狀態下，電子獲得了足夠多的能量，於是脫離了原子核的束縛。所以，太陽核心更像是一鍋粒子粥，電子和原子核到處亂跑。

要知道原子核是帶正電的，同種電荷相排斥。核聚變說白了就是原子核之間的融合，整個過程會損失一部分質量，這部分質量以能量的形式釋放出來。但是這個過程需要克服原子核之間的靜電斥力。

從宏觀視角來看，這一切本不該發生。但是在微觀世界中存在一種叫做隧穿效應的現象。說白了就是宏觀世界中原本需要能量才能完成的事情，在微觀世界中，即使沒有能量也有可能完成。只不過這個機率很低很低。

但由於太陽足夠大，粒子數足夠多，最終還是可以引發核聚變反應，只不過不會像氫彈那樣一下全炸了。而太陽的核聚變實際上是氫原子核的核聚變反應，生成的是氦原子核。

太陽為什麼會膨脹？

實際上，太陽是富含氫元素的。因此，氫原子核可以燒很久很久，科學家計算後得出，這個過程大概可以持續100億年的時間。而如今只過了40多億年，這意味太陽還有50多億年才會把氫原子核燒完。

如果到了50多億年後，氫原子核燒完了。這個時候，由於太陽的核心都是氦原子核，而氦原子核要被點著的條件遠比氫原子核聚變要難得多，大概需要2億度。因此，這個時候太陽的核心會急劇收縮，而外殼由於會膨脹開來，太陽就會變成一顆紅巨星。核心在引力作用下最終點著了氦原子核的核聚變反應，生成氧原子核和碳原子核。

由於太陽核心溫度的急劇上高，這時候核心周圍的物質也會被推開。所以，太陽的外層物質會逐漸開來，最終會膨脹到原來尺度的200多倍。此時的太陽會吞沒水星和金星，大氣層可達到地球軌道附近。至於太陽會不會吞噬地球，目前來說還無法確定，但能確定的一點就是，那個時候地球不會有生物了。

就在氦燃燒的過程中，外殼會逐漸和太陽的核心彼此脫離，瀰漫在整個星際空間當中，最終成為行星狀星雲。

氦燃燒的過程其實要比氫燃燒的過程猛烈的多，因此氦會很快燒完，這時候核心還會繼續收縮。不過太陽核心此時的質量不足以引發碳原子核和氧原子核的核聚變反應。因此，太陽會最終成為一顆白矮星。白矮星的脾氣是很暴躁的，會刮很強的輻射風。

所以，太陽的膨脹實際上就是自身演化過程中的一部分，是太陽一生中一定會經歷的。只不過，那個時候人類應該早就滅絕了。即使沒有滅絕，應該要早就找到了其他的宜居星球，而不會傻傻地待在地球等死。

萬物皆有始終，我們的太陽也不例外，科學家估計太陽的主序星階段大約有一百億年，而現在太陽已至“中年”，大約在50億年之後，太陽將會邁入紅巨星階段，屆時太陽將膨脹上百倍，太陽的邊界將延伸到地球軌道附近。

太陽的能量之源

現代科學認為，我們的太陽由46億年前的一片星際氣體塌縮而成，這些氣體的主要成分為氫，作為太陽系的中心天體，太陽的質量高達1.98*10^30kg，佔有整個太陽系質量的99.86%，由於太陽自身的龐大質量，在自身重力的影響下，物質會有向核心區塌縮的趨勢，這種效應使核心區的壓強可達200萬倍地球大氣壓，溫度更是高達1500萬攝氏度。

在這種極度環境中太陽的核心區無時無刻不在進行著核融合反應，在這個過程中四個氫原子會聚變為一個氦原子並放出巨大的能量，科學家估計在太陽核心區每秒有多大四百萬噸的質量透過核融合反應轉化為能量，這些能量所帶來的輻射壓可以阻擋太陽自身的塌縮趨勢，從而使太陽處於一個穩定的狀態。

太陽為什麼會膨脹

由上文可以知道，太陽之所以可以穩定的發光發熱，主要是由於其內部輻射壓與自身的重力塌縮效應處於相對平衡的狀態，但是隨著太陽核心區內部物質的不斷消耗，這種狀態總會有被打破的一天，我們知道太陽內部的核聚變產物是氦粒子，隨著核聚變的進行，太陽核心區也在逐漸的“氦化”，從而使氫元素聚變逐漸演變為氦元素聚變，但是氦聚變相較於氫聚變來說，需要更高的聚變條件，單從聚變溫度來說氦核就需要上億攝氏度的聚變環境，氦聚變可以把三個氦原子核聚合成一個碳原子核並釋放出大量的能量，因此當太陽的核心區進行氦聚變時會逐漸的收縮，並釋放出更猛烈的能量，當這些能量傳遞到核心外側的氫元素層時，會加速這個區域的氫粒子聚變，從而導致更多的能量產生，進而使整個太陽受熱膨脹。

紅巨星階段的太陽並不一定會吞噬地球，但是地球必然已經不適宜生命的生存

科學家分析認為，紅巨星階段的太陽其半徑將擴大200倍左右，整個太陽的範圍將擴充套件到地球軌道附近，但是這是發生在五十億年之後的情況，在這期間由於核聚變以及太陽風效應的影響，太陽也在不斷的損失自身的質量，這就造成太陽與地球之間的引力會逐漸降低從而使地球的軌道不斷向外偏移，這或許可以使地球免遭吞噬。當太陽演變為紅巨星後，即使地球不被吞噬，其軌道也早已不處於宜居帶內，而且科學研究發現，即使在主序星階段的太陽，其光度每10億年也會增加10%，按此推算，僅十億年後地球的環境就因過熱而不適宜生命生存了。

總結

太陽大約在50億年之後，太陽將會邁入紅巨星階段，在這個過程中太陽的核心由於氫粒子的不斷聚變而逐漸“氦化”，當氦聚變被點燃後會產生更多的能量使整個太陽膨脹為紅巨星，膨脹後的太陽有可能擴大到今天地球軌道附近，從而使地球陷入危難。

全是一派胡言，五十億年後太陽靠什麼膨脹吞噬地球，太陽是怎麼形成的須摸清楚再論它的性質，太陽是靠天球恆星和地球行星形成的，是天球吸地球，和地球吸天球，兩個球相吸引的能量，在天地兩球中間相交形成太陽，是兩個能量在中間那一小段升出火來，天球的能量透過太陽的燃燒，在那個地方已被恰斷不能再向地球這裡伸延，因此太陽的火也不能向外擴充套件，太陽是不會吞噬地球的。

有人說50億年後的太陽將會膨脹吞噬地球，那是什麼原因讓它膨脹的？

太陽是一顆已經燃燒了50億年的黃矮星，它確實還能繼續發光發熱50億年，而且它在未來也確實會越熱，根據太陽模型的預測，大約在十億年後太陽輻射就會增加10%，估計到那時極度溫室效應確實已經讓地球生命和這個宇宙拜拜了！

太陽是怎麼發光的？

早期科學家搞不清楚太陽為什麼會發光，提出的發光理論也五花八門，最有去的肯定要數是燒煤的了，有點科學思維的是小行星撞擊和引力坍縮勢能，但很明顯也是錯的！

隨著在微觀特別是原子領域的發現，1920年愛丁頓提出太陽可能從輕核聚變的過程中獲得能量，剛好伽莫夫則在十年後完成了質子在突破庫倫障壁的量子力學公式，完成了最關鍵的一步，而美國人漢斯貝特則解決了恆星的質子鏈反應和碳氮氧迴圈產生能量的完整過程。

質子反應鏈

太陽發光的問題解決了，它從氫原子核聚變中產生的質量虧損中獲得巨大的能量，在質子鏈反應過程中，從氫到氦，大約會有0.77%的質量損失，似乎不多？太陽核心每秒都有650億噸的氫元素髮生聚變，產生超過400萬噸的質量虧損，每秒釋放出超過10^26J的能量，這個數字可怕嗎？這就是恆星級能量的釋放規模，相當於每秒發生4.12億顆沙皇炸彈爆炸！

為什麼太陽會越來越熱？

首先我們得來了解下太陽為什麼能燒那麼久，前文說了伽莫夫搞定了質子在突破庫倫障壁的量子力學公式，這是因為科學家們遇到障礙了，他們發現按太陽的質量和引力坍縮產生的溫度，不足以讓質子（氫原子核）核聚變，這下尷尬了，太陽好好的在發光，而科學卻算出來太陽應該沒法發光！

量子隧穿效應

伽莫夫解決了這個問題，質子在太陽核心就有十億分之一的機率穿透融合在一起，從而讓氫同位素氕變成氘，此後質子反應鏈就會順暢很多，所以太陽的壽命就取決於氘的生產速度，太陽的核心溫度大約1380萬K，這個溫度下這種慢慢生產燃料的方式能夠保證太陽燃燒100億年！

太陽的結構會讓它的燃燒逐漸劇烈

恆星有幾種典型的結構，紅矮星是全對流型結構，即整顆恆星的元素都會在對流作用下參與燃燒，中心燃燒後的“廢物”氦不會堆積，整個過程中燃燒速度都差不多，最後會逐漸耗盡燃料而熄滅，但因燃燒慢，燃料利用徹底，紅矮星的壽命長到令人髮指，高達數千億到上萬億年！

而太陽在核心外有一個輻射層，再到外部才是對流層，這種恆星有一個問題，除了核心外，其他區域的氫元素無法對流到中心燃燒，中心氫元素燃燒後的渣渣也只能一直堆積在核心，這就引發瞭如下故事！

中心氦元素堆積，發展到簡併態

核心的氦元素堆積，會引發兩個問題，第一個是在引力坍縮下會導致逐漸坍縮（暫時氦元素不會燃燒，沒有輻射壓支援會略微坍縮），第二個則是引力坍縮能會讓核心的溫度持續升高！

殼層氫元素參與燃燒

此時坍縮後留下的空間會有殼層氫元素填充，也就是輻射層的氫進入到核心部位燃燒，因為溫度增加，所以此時氘燃料生產速度增加，核心聚變速度增加，最終的表現就是太陽光輻射略微有些增加，在主序星前階段這個作用並不明顯，但在後半程，這個增加速度會逐漸加快，直接表現就是十億年後太陽輻射將增加10%！它會導致太陽核心輻射壓增加，太陽直徑略微有些膨脹，但初期並不太明顯。

10%看上去並不多，但足以讓地球的溫室效應進入不可逆的惡性迴圈，未來金星化將成為一個趨勢，同時伴隨輻射能增加的還有太陽風，這個對大氣的剝離作用也會相應增強，儘管可能還不會造成嚴重後果，但這些作用將會使地球環境惡化，未來岌岌可危！但太陽不會這樣溫柔的增加輻射，它還有後招！

氦閃

核心堆積的氦元素會在某個時間達到聚變條件，在極短的時間裡，這些氦就燒完了，它釋放的能量極大，但還不足以炸散太陽，因此表現的方式會以劇烈的太陽活動向宇宙空間釋放能量，除了突然增強的光度以外，還有大量太陽高能物質被拋向宇宙空間，而因太陽的自轉則會讓這些物質向黃道面方向釋放的比例會比較高！

一次超強耀斑就能摧毀地球所有衛星和地面通訊設施以及電網（光通訊不受影響），而氦閃比超強耀斑強億萬倍，連地球大氣層都可能被摧毀，所以《流浪地球》中因為氦閃而逃離太陽系是可以理解的！

氦閃後中心氦元素累積會進入一個新的迴圈，而更高的溫度更劇烈的燃燒產生的輻射壓，會讓太陽極度膨脹，這就是太陽紅巨星的產生原因，第一次氦閃後，未來氦閃會頻繁發生，太陽也會越來越大，不過第一次氦閃不會那麼快發生，大約會在太陽脫離主序星階段12.5億年發生，現在還早，至少還有數十億年！

有人說50億年後的太陽將會膨脹吞噬地球，那是什麼原因讓它膨脹的？

在太陽釋放能量的持續輸入下，推動著人類文明不斷向前發展，而地球上的萬事萬物依靠著太陽輻射能量，也在發生著規律性的發展和演化。不過，宇宙的所有物質，也像生命一樣，都有著生老病死的規律，太陽也不例外，根據科學家推測，隨著太陽內部參與核聚變的物質越來越少，在50億年之後就由於體積的劇烈膨脹，吞噬地球現有的軌道，那麼發生這種現象的推動力是什麼呢？這還要從太陽內部的核聚變程序談起。

太陽釋放能量的機理

太陽形成於原始星雲，其核心是在不斷吸聚周圍原始星雲中的氣體和星際塵埃等物質發展壯大的，在長期的吸聚過程中，由於質量的不斷增大，在引力作用下，使這些輕物質發生坍縮，核心溫度和壓力逐漸升高，達到氫元素核聚變的1000萬攝氏度時，就會激發核聚變的鏈式反應，從而向外釋放大量的光和熱。

在微觀粒子層面，組成太陽核心的最輕物質，氫原子在高溫高壓下，會在量子隧穿效應的作用下，4個氫原子聚合成1個氦原子，在此過程中形成一定程度的質量虧損，釋放出一定量的光子和能量。雖然質量虧損率還不到1%，但是由於太陽質量的巨大，參與核反應的氫原子數量非常非常多，因此從整體上看，同時間產生的質量虧損可以達到上百萬噸，從而釋放的能量異常巨大，根據測算，太陽每秒釋放出的能量達到10^26焦耳級別，相當於數億顆巨型原子彈同時爆炸產生的能量。

由於太陽在核聚變過程中能量的釋放，一方面使得核心溫度始終保持在一個相對穩定的狀態，另一方面會產生一個向外的輻射壓，在阻止外殼物質因重力向內坍縮的同時，也會阻止太陽對外圍星際物質的繼續吸收，因此一旦開始核聚變，那麼在質能相互轉換的過程中，其質量會不斷地減少，不過這個減少的速率，與其總體質量的佔比非常低，因此核聚變的程序會被拉得相當長。

太陽體積的決定因素

雖然太陽的總質量因核聚變發生著持續地縮減，但是在兩種方向相反的力的作用下，其體積會有相應變化的趨勢，體積的變大抑或變小，取決於哪個力佔據上峰。這兩個力是：

輻射壓力。在太陽核心進行核聚變的同時，由於釋放的光子和能量的方向是向外的，因此恆星物質從內向外，都有被電磁輻射引發表面增壓的趨勢，形成輻射壓，推動這些物質逐漸向外擴散。據科學家計算，恆星的輻射壓與溫度的四次方成正比，因此恆星核心溫度越高，向外的輻射壓力增速非常明顯。

重力。無論何種星體，在其誕生之初，由於其吸聚的星際物質主要以氣體為主，導致其整體密度都不是太高，那麼在萬有引力作用下，外部的物質都有向內部坍縮的趨勢，而且星體的質量越大，這種受重力影響而發生坍縮的趨勢就越強烈。即使是能夠源源不斷向外釋放能量的恆星，由於其整體質量非常龐大，其外部有著比其它星體更強烈的重力作用。

太陽外形之所以能夠維持相對穩定，主要來源於上述兩種力量在對抗中的平衡，當輻射壓力增大可以克服重力影響時，其體積就會發生膨脹；而如果重力佔據上峰，則外殼物質就會向內坍縮，外在的表現就是體積減少。也就是說，太陽體積的變化取決於向外的輻射壓力與向內的重力二者“拉鋸戰”的結果。

太陽體積的變化

雖然在太陽主序期內，我們看到其體積是相對穩定的，沒有明顯的改變，但實際上，隨著核聚變的進行，內部物質消耗的不斷持續，上述兩種力的對抗會呈現出微弱的波動，從而表現出兩種作用力的平衡被打破，表現出微弱的體積變化。

體積減小階段：隨著核心氫元素的逐漸消耗，參與核聚變的物質原料就會逐漸減少，核心溫度出現下降，向我核輻射壓相應減少，外殼重力佔據上峰，外層的物質就會在重力作用下不斷向內沉陷，太陽體積就會收縮。

體積增大階段：隨著外層外物的坍縮，在與核心的激烈碰撞下，釋放大量的能量，從而使核心的溫度從下降改變上升。同時，外部物質中有大量未參與核聚變的氫元素，補充進核心之後，會在升高溫度的作用下，成為新一輪核聚變的輸入物質，核心的聚變作用就會重新變得強烈起來，核心溫度持續上升，輻射壓逐漸佔據上峰，推動恆星向外膨脹。

上述兩個過程，是始終出現在太陽的主序期之內。根據科學家們的推測，這種“拉鋸戰”將至少可以再維持10-20億年。而在10-20億之後，太陽內部的核聚變程序就會發生翻天覆地的變化，主要原因就在於核心之中參與核聚變的氫元素已經微乎其微，引發外層物質的劇烈坍縮，引起核心溫度的急劇上升，達到了之前逐步積累的聚變產生－氦元素的核聚變條件，從而以更強烈的聚變反應、更高的溫度和更高的壓力進行著新週期性的核聚變。

氦元素的核聚變產生的輻射壓要明顯比之前的要高出很多，因此推動恆星外層物質重新向外膨脹，而且膨脹的程度要比之前任何時候都高，於此同時，外層殘餘的氫元素在高溫作用下，在表面即進行著核聚變反應，逐漸形成紅巨星。在太陽變為紅巨星之後，其半徑會比現在大幾百倍，逐步吞噬水星、金星甚至地球的軌道。

總結一下

太陽形成紅巨星，半徑增大現在的幾百倍，其主要原因在於內部的核反應機制，在外層物質劇烈坍縮的影響下，產生的高溫高壓推動氦元素的核聚變反應，從而大輻增加向外的輻射壓，使太陽組成物質急劇向外擴張形成紅巨星，從而吞噬近日軌道上的部分行星。在強烈的輻射壓影響下，組成太陽的外圍物質會大量脫離太陽引力的束縛，形成強烈的太陽風，對外圍行星的大氣層產生致命影響，而且在隨著與太陽距離的接近，那包括地球在內的行星表面溫度會大輻攀升，屆時地球的生命勢必全部煙消雲散。不過不要過分悲觀，這個時間還相當漫長，幾十億年之後的人類文明估計已經發展到相當發達，流浪地球或許能夠實現，說不定已經找到很多可以供人類居住的新星球，我們早已透過星際移民在新星球上開始嶄新的生活。

有人說50億年後的太陽將會吞噬地球，那是什麼原因讓它膨脹的？

地球是太陽系內八大行星之一，四大巖質星球之一，對於這類岩石結構的天體可以說壽命是無限的，除非有一天宇宙走到盡頭，超光速膨脹不僅僅讓星系發生退行，最後很可能會撕碎所有的天體，宇宙中普遍存在的物質就是一些微粒子了。從熱力學的角度來說，宇宙是一個孤立的系統，從有序狀態在向無序狀態不斷的轉化，最終變成熱寂狀態直到永遠。

宇宙中最常見的天體就是恆星了，它們是宇宙中能量的主要爆發點，行星的壽命有多久主要就要取決於自己所繞行的恆星。按照目前的發現，地球上最早在三十多億年前就出現了簡單生命，發展到現在已經有180多萬個物種，而那些沒有發現的物種會更多，這些生命的主要能量來源就是太陽，可以說地球的生機勃勃主要靠的是太陽，而未來地球的結局也取決於太陽這顆恆星。

宇宙中的能量來源

宇宙中目前已知有118種元素，大部分都是自然形成的，少部分是在實驗室中合成的，只能短暫的存在。原子主要由原子核和核外電子構成，而原子核內是中子和質子，繼續往下劃分就是夸克等基本粒子了。118種元素指的就是原子核內分別含有1-118個質子，例如氫原子核內就含有一個質子，同時含有一箇中子和兩個中子的時候分別是氘、氚同位素。

宇宙誕生於138億年前，由一個無限緻密的奇點暴漲經過不斷的膨脹，形成今天930億光年直徑的可觀測宇宙，從奇點暴漲質子和中子開始出現，可想而知最先形成的元素就是簡單的氫原子、氦元素、鋰元素等等。含量最多的氫氦元素在自身的引力作用下，會向著密度較高的地方聚集，開始形成宇宙的第一代恆星。

氫原子在高溫高壓的環境下發生碰撞會聚變成更重的元素，而恆星發光發熱的根源就是核心處發生的氫核聚變。太陽每秒鐘核心處都有6億噸的氫氣發生核聚變，生成5.95億噸的氦，整個過程中損失了500萬噸的質量，這些質量會按照愛因斯坦的質能方程轉化為能量，最終以光和熱的形式釋放出去。

太陽的演化過程

前文已經說到了太陽核心時時刻刻都有氫核發生聚變，那也就意味著太陽的質量是不斷的在減小的，因為有質量損失。在這個過程中核聚變的輻射壓和恆星自身的引力塌陷相互抵抗著，但是隨著核聚變的不斷進行核心處的氫含量越來越少，而氦的含量逐漸的升高。

這個時候氫核的聚變輻射壓已經不足以抵抗自身的引力塌陷作用，核心開始不斷的向內壓縮，密度和壓力不斷的增加，直到達到一個臨界點，核心不斷收縮外殼不斷地膨脹，這個時候太陽會處在一個短暫的紅巨星時代，其實說短暫至少相對於恆星的幾十億年上百億年壽命來說，紅巨星會持續數百萬年。

同時太陽核心處的環境越來越極端，溫度壓力不斷的升高，達到某個點的時候核心處含量很高的氦就要發生核聚變了，這個過程同樣是很短暫的，氦核聚變生成碳和氧元素，這個過程的發生會繼續使太陽膨脹，同時會釋放出巨大的能量。這個過程其實也就是大劉在《流浪地球》中所描述的氦閃，如果地球還在原來的軌道，那麼瞬間就會被“融化”。

氦閃也是重要的一個過程，因為氦核的聚變才能形成更重的元素，最終太陽演化到生命的後期核心處主要元素就是碳和氧等，也就是緻密星白矮星。

人類如何應對這樣的變化？

其實我們可以看到地球未來的命運已經是固定的了，太陽的氦閃會使四顆岩石星球瞬間汽化，而太陽進入紅巨星時代之後，它的外邊緣會延伸到接近火星軌道的位置，這意味著地球即使逃過氦閃，那麼最終也會被太陽所吞噬逃無可逃。

但其實恆星的壽命都是很漫長的，當然質量越小壽命越長，因為質量小自身的引力塌陷作用較弱，核聚變的效率就不高，那麼恆星就可以“燒燃”非常的久，像我們太陽這樣的黃矮星，按照它的質量太陽的壽命大約是100億年，目前已經過去了大約50億年，可以說隨著太陽輻射能的越來越高，未來可能還有二三十億年的舒服時間。因為太陽輻射能的增加，宜居帶會不斷向外移動，地球上的溫度會越來越高，那麼在這段時間內人類就需要想辦法尋找新的宜居家園了，當然這個時間是非常漫長的。人類在地球上才發展繁衍了數百萬年的時間，已經發展到了現在的樣子。很難想象這樣漫長的時間，人類文明等級會發展到什麼樣的高度。

在宇宙中的生存模式其實已經很確認了，就是不斷的尋找能量不斷的發展，而宇宙中都是以恆星系為基本單元的，那麼就是不斷的尋找宜居行星，來吸取中心恆星的能量，從而支援文明的發展。

宇宙中沒有什麼是永恆的，，從恆星的發展演變上來看，太陽也不例外，太陽也是有其生命週期的，而目前我們的太陽處於恆星的主序星時期。

科學家們透過大致的計算和分析後大約得出了太陽的壽命還有約50億年，50億年後太陽將會發生膨脹成為紅巨星而吞噬地球。

太陽是距離地球最近的一顆恆星，也是太陽系的中心天體，而太陽自誕生起到現在已有了五十億年。

那麼太陽是如何形成的呢?

宇宙的空間中並不是什麼都沒有的，而是佈滿了物質,這些物質是氣體,塵埃或兩者的混合物，在其中有一種低溫,不發光的星際塵雲，這是形成恆星的重要成分。

大約在五十億年前,一個被稱為”原始太陽星雲”的星際塵雲由於萬有引力的作用，要發生收縮,其體積也越縮越小,而且核心的溫度也越來越高,密度也越來越大。

當核心溫度達到10000℃, 表面溫度為2000～3000℃時, 就發出紅光、形成原始太陽。在太陽剛成為一顆恆星的時候, 體積還有輻射的總能量可都要比現在大得多。

而太陽成為恆星之後收縮過程變慢, 當核心溫度高達1000萬℃的時候，就會觸發聚變反應, 從而釋放出巨大的能量。一般當恆星處於核聚變產生的向外壓力和自身質量產生的內向重力的平衡狀態時，這個平衡就被稱為流體靜力學平衡，而我們太陽現在就處於一個類似於這樣的穩定狀態。

恆星從不斷成熟到生命的盡頭，這是一個極其漫長的過程。

下面我們來看一下太陽的演變過程。

太陽一生要經歷主序期以前，主序期，紅巨星，紅巨星後期，白矮星這五個階段。目前我們的太陽就處於主星序，在其中心氫核聚變為氦核，而在此聚變過程中會釋放出巨大的能量，為地球提供了源源不斷的熱量。

這時的太陽就處於核聚變產生的向外壓力和自身質量產生的內向重力的一個平衡狀態，也可以說是一個穩定的狀態，而太陽也日復一日的地進行著氫核聚變為氦核、釋放熱量、損失質量的一個過程。

但隨著太陽不斷地向外釋放能量，損失質量，其引力也會隨之降低，於是太陽的內向重力將不足以承擔的起核聚變所產生的向外壓力，最終會打破太陽所處的穩定狀態。

然後太陽開始向外膨脹成為一顆紅巨星。而在太陽演化成紅巨星的過程中會因為不斷釋放能量而引力變小，進而體積會不斷變大，科學家預計其體積會變大幾百倍。

紅巨星還會發生進一步的衰變，繼續釋放能量變成一顆白矮星，直到不能再釋放能量……

太陽為什麼可以持久穩定的“燃燒”?

太陽的“燃料”其實就是氫原子，而太陽質量的73%是由這種化學元素組成的。由於太陽核心的溫度高達1500萬℃，壓力高達3000億地球的大氣壓力。

在如此極端的溫度高壓下，四個氫原子可以聚整合一個氦原子並釋放能量，在這個過程中，除了光子以外，太陽還會釋放出中微子等粒子。

而太陽之所以可以穩定的“燃燒”是由於量子隧穿效應，而量子隧穿效應是太陽核聚變所倚賴的機制，因為量子隧穿效應可以限制太陽燃燒的速率，所以可以維持太陽的長久壽命。

前面還說到了之所以太陽可以穩定的進行聚變反應，是由於太陽的向外壓力與向內重力相平衡，而這個向內壓力便是指核聚變過程中產生的輻射壓力（輻射壓力就是氫聚變過程中產生的輻射所形成的壓力）。

而當太陽失去質量，不斷釋放能量變成一顆紅巨星之後，壓力此時會大於重力，就會引起太陽的體積膨脹，也就是受熱膨脹。

那麼太陽膨脹後會發生什麼呢？

我們的地球由於和有太陽不遠不近的距離、磁場、大氣以及液態水，才能夠有現在的盎然景象，可以說地球能夠孕育生命，是諸多巧合共同作用的結果。

根據科學家們的計算，當太陽會膨脹成為一顆紅巨星，其體積會迅速向外擴大，而預計太陽膨脹的範圍會在100倍左右，我們的地球作為太陽系內距離太陽第三位的行星，極有可能在太陽生命耗盡的最後一瞬間，被太陽所吞噬掉，之後太陽會變成一顆白矮星。

恆星的形成與隕滅是宇宙中最常見的事情，關於太陽的膨脹在事實上其實也就是其自身演化過程中的一部分，是太陽一生中必然要經歷的。

在科幻片《流浪地球》中，人類製造了上萬臺行星發動機，打算推著地球去流浪，而太陽的隕滅是一個不可逆的過程，所以搬家也許是地球文明保全的最明智選擇。

目前的太陽系演化模型認為

46億年前一次臨近的超新星爆發，打破了原太陽星雲的平靜，導致其開始在引力作用下發生坍塌，氫和氦在這一過程中聚攏並旋轉升溫，待到溫度和壓力都“達標“後，氫元素開始熱核聚變反應，太陽正式誕生。

雖然太陽伴隨著整個人類文明史，但人類直到上世紀初，才知道了太陽的能量來自於氫元素核聚變反應，所以人類對太陽的瞭解其實並不算多，但關於太陽有一點可以肯定，那就是太陽和人類一樣也會死亡，只不過相較於人類的“生年不滿百”，太陽的壽命長達100億年。

在劉慈欣的科幻小說《流浪地球》和《微紀元》中，太陽都是嚴重威脅人類文明的存在，因為在小說和現實中，太陽晚年會膨脹成超過自身體積數百倍的紅巨星，吞噬火星軌道以內的所有太陽系天體。 那麼太陽為什麼要膨脹呢？

這個問題要從太陽的本質說起。

本質上來說，太陽內部的物理反應並不複雜，就是簡簡單單的“氫元素在高溫高壓下核聚變”，進而發出光和熱，但太陽的核聚變反應和地球上氫彈的核聚變反應有一個最大的不同，那就是太陽可以持續穩定將核聚變反應維持100億年，而氫彈在一瞬間就會把能量全部釋放。

太陽能夠持續核聚變的秘訣在於其巨大的質量，在我們的太陽系中，太陽的質量佔到了星系總質量的99.86%，儘管太陽每秒鐘都有數百萬噸的質量完全化為能量，但這些能量與恆星外殼在引力作用下的坍塌，形成了平衡關係，這種平衡保證了太陽既不會像氫彈一樣炸開，也不會在萬有引力作用下坍塌。

但這種“輻射壓與引力”的平衡並不會永久存在

因為太陽內部的氫元素是有限的，隨著時間的流逝，越來越多的氫元素化作能量被釋放到太空後，“由內而外都輻射壓”就會減少，太陽的外殼將在引力作用下向心坍塌，此時太陽的體積就會變小。

但因為太陽外殼也是由氫元素構成的，而且外殼的坍塌還會讓核心的溫度和壓力進一步升高，所以恆星外殼的氫元素在進入核心後，馬上就會因為溫度和壓力而發生核聚變反應，然後太陽由內而外的輻射壓就會大大增強，輻射壓增強，意味著萬有引力將不再是輻射壓的對手，所以太陽體積將終止縮小，轉而在輻射壓的“推動“下極速膨脹，最終讓太陽從一個黃矮星膨脹成紅巨星。

所以說太陽的體積的變化，歸根結底就是輻射壓和萬有引力的博弈，輻射壓超過引力 太陽就會膨脹，小於引力，太陽就會收縮。

根據恆星物理學家的研究，輻射壓與萬有引力的“拉鋸戰”將發生在太陽最後的10億到20億年，但地球上的人類很可能撐不到那個時候，因為在“拉鋸戰”打響之前，太陽光度每1.1億年就會增強1%，所以10億到20億年後，太陽和現在相比，亮度將提升五分之一，屆時地球海洋就會被蒸發殆盡，人類文明到那個時候如果還在地球上的話，就完蛋了。

太陽會在紅巨星時代待多久？

太陽膨脹成紅巨星這一過程，就是太陽最後的輝煌，因為紅巨星時代的太陽內部氫元素只夠再“消耗”1億年，因此1億年後，氫元素消耗殆盡的太陽，將無法產生足夠的輻射壓來對抗萬有引力。

所以紅巨星時代的太陽外殼，到那個時候就會在引力作用下發生坍塌，紅巨星的體積將在這個過程中極速變小，而當大量的外殼物質“坍塌”向，已經幾乎不存在氫元素的核心後，紅巨星核心剩下的氦元素，就會在高溫高壓下發生核聚變反應。

只不過氦元素和氫元素相比，消耗速度非常快，因此氦聚變很快就會停止，而當氦聚變停止之後，唯一剩下的就只有紅巨星的核心，一顆地球大小的白矮星，以及由恆星殘餘物質組成的，極其稀疏的行星狀星雲。

白矮星作為太陽最後的“靈魂”，體積極小密度極大，一立方厘米的白矮星，質量就高達10噸左右人，密度如此之高的白矮星，是由原子核與原子核緊密“堆砌“在一切形成的，這意味著它不可能發生任何核聚變反應，只能靠著高溫輻射來發光發熱。

天文學家認為，由於白矮星沒有外部能量來源 所以它早晚會因為輻射而冷卻下來，成為一顆不發光也不發熱的“黑矮星”，但天文學家同時也認為，以白矮星的輻射釋放速度，需要數百億甚至上千億年後，才會冷卻成黑矮星。而宇宙誕生不過138.2億年，所以現在的宇宙中很可能沒有黑矮星。

總結

從一團稀薄的星雲，坍塌成一顆黃矮星，在輻射壓的驅動下變成紅巨星，再在引力作用下坍塌成白矮星，然後再隨著輻射慢慢變成一顆地球大小，不發光不發熱的黑矮星。

以上就是太陽持續上千億年的一生。

人們常常會思考人類文明未來將何去何從。關於這個問題，客觀地說，人類相對於地球、太陽系、銀河系而言，實在太渺小，只能被動接受它們的安排。

其中，無論是地球，還是太陽，它們的一些變化就有可能引發整個人類的滅絕。今天，我們來聊一聊太陽的變化和人類宿命之間的關係。

太陽

在古代，人類就已經對肉眼可以看到的天體進行了簡單的分類，會動的天體有五行和二曜，五行是金星、木星、水星、火星、土星，二曜是太陽和月亮。其餘的天體被稱為星星，因為它們就像是天空中的燈塔一樣閃耀，但卻不怎麼運動，好像是鑲嵌在天球上一樣。

隨著人類科學水平的發展，對於天象的認識也在一步步地提升。於是，人類對於天體的分類也發生了變化。比如：二曜中，太陽是恆星，月球是地球的衛星。還有冥王星被踢出9大行星的原因是人類對於行星和矮行星的再定義。再比如，天球上看到的發光天體並不都是恆星，也可能是星系。

在牛頓提出萬有引力定律後，人類也才搞明白太陽才是太陽系絕對的主宰。恆星這一類天體都是大傢伙，否則成為不了恆星。為什麼這麼說呢？

這要從太陽的發光發熱說起。如今我們知道，太陽燃燒依靠的是核聚變反應。但問題來了，太陽主要是氫原子和氦原子構成的。

氫原子和氦原子的核聚變所需要反應條件都特別苛刻，就拿氫原子來說，我們在地球上很難直接引爆一顆氫彈，而是要先引爆一顆原子彈，原子彈可以製造出高達1億度以上的溫度，這時候才能促發氫彈爆炸。

氦原子的核聚變反應條件要比氫原子的核聚變條件還要苛刻，所以促發氦原子的核聚變反應的條件要更苛刻一些。要知道，太陽核心的溫度只有1500萬度，這個溫度要遠遠低於1億度。所以，按常理說，太陽是不應該發生核聚變反應的。

不過，太陽這類天體，也就是恆星，有它們自身的辦法。具體來說，就是利用自己體型取勝。我們知道，恆星都很大，尤其是質量上。太陽的質量佔據了整個太陽系總質量的99.86%，是地球質量110萬倍。

質量一大，引力就會非常大，引力一大，太陽核心的溫度就會在引力的擠壓下上升，達到1500多萬度。（這裡補充一點，有些質量巨大的恆星，可以直接讓自己核心溫度達到1億度以上，直接就引發氫原子核聚變反應）

就像上文說到的，太陽核心這個溫度是不足以促發核聚變反應。但是由於溫度達到1500萬度，這時候原子的核外電子獲得足夠度多能量，就會擺脫原子核的束縛。

所以，太陽的核心呈現的是等離子態，電子，氫原子核，氦原子核，光子到處亂串，就像一鍋粒子粥。

核聚變的本質是需要氫原子核（也就是質子）之間相互融合。這其實是需要大量能量介入來促發的。太陽的溫度是不夠的，但是在微觀世界中，存在著量子隧穿效應，這個量子隧穿效應的意思就是說在宏觀世界中需要輸入能量才能發生的事情，在微觀世界中也有一定的機率會發生，只不過這個機率極其低。

不過，因為太陽足夠大，粒子數足夠多，因此，再低的機率乘以太陽的核心的粒子數也是一個很高的機率。因此，太陽可以促發核聚變反應。

太陽與人類未來的宿命

核聚變反應過程中，太陽會損失一部分的質量，這部分質量以能量的形式是釋放出來，同時核聚變反應會產生向外的壓力，這個壓力會和引力形成動態平衡，以確保太陽不會在引力的作用下坍縮。

但是隨著時間的流逝，太陽的質量損失的越來越多，這意味著引力就會變弱。這個時候，引力束縛核聚變反應的能力就變弱。於是，隨著時間的流逝，太陽核聚變的強度也在提升，向外輻射的能量也越來越強。

我們地球能量主要來源是太陽的輻射，這就意味著，地球的溫度會因為太陽輻射強度逐漸變強而逐漸升高。科學家發現，再過5億年，地球的溫度會因為太陽輻射增強而升高到地球植物無法承受的地步。因此，5億年後，地球的植物就開始大規模的滅絕。那這對人類有什麼影響呢？

客觀地說，如果地球上的植物都滅絕了，那人類也肯定滅絕了。要知道，人類其實也是食物鏈的一環，植物透過光合作用把太陽輻射的能量轉為成自己能使用的能量，而食草動物會吃食物，食肉動物會吃食草動物，這樣一級一級發生著能量傳遞，每增加一級，能量都會遞減。人類是食物鏈的頂端，而植物是食物鏈的基礎。但植物滅絕了，食物鏈也就被摧毀了，人類就會因此而滅絕。

更不要說10億年後了，因為那個時候的地球溫度會升高到讓地球上所有生物都無法生存的地步。因此，到那個時期，地球上連微生物都會消失，成為一個荒漠。

50億年後，太陽會把自己核心的氫原子會消耗殆盡，核聚變反應幾乎熄滅。這時候，太陽核心會再次在引力的作用下收縮，擠壓核心，溫度開始升高。而太陽的外層這會膨脹開了，使得太陽成為一顆紅巨星，到那個時候太陽會把水星和金星吞噬，地球會處在太陽大氣的位置。

太陽的核心則會促發氦原子核反應，生成氧原子核和碳原子，最後把氦原子燒完，慢慢冷卻，最終成為一顆白矮星。

我們的太陽大約在46億年前形成，大約在地球形成前4000萬年開始其生命。

從那時起，太陽主核心的核聚變導致它發出能量和光，讓我們在地球上得到滋養。這將持續45-55億年，屆時它將耗盡氫和氦的供應，並經歷一些嚴重的變化。

我們的太陽誕生了:

關於我們的太陽和太陽系如何形成的主要理論被稱為星雲理論，它指出太陽和所有的行星在數十億年前開始是一個巨大的分子氣體和塵埃雲。然後，大約45.7億年前，這個雲在其中心經歷了引力崩潰，從一顆路過的恆星到超新星引發的衝擊波，任何事物都觸發了導致我們的太陽誕生的過程。

基本上，這是在塵埃和氣體開始聚集到更密集的區域後發生的。隨著這些區域吸入越來越多的物質，動量守恆導致它們開始旋轉，而不斷增加的壓力導致它們變熱。大部分物質最終在中心形成一個球，而其餘的物質則被壓扁成一個圍繞著它的大圓盤。

年輕恆星周圍有一個氣體和塵埃盤，稱為原行星盤。在這個圓盤中，行星形成了，圓盤中水冰的存在影響了不同型別行星的形成。

中心的球最終會形成太陽，而物質盤會形成行星。隨後的10萬年裡，在內部的溫度和壓力點燃其核心的核聚變之前，太陽是一顆正在坍塌的原恆星。太陽始於金牛座星–一顆非常活躍的恆星，發出強烈的太陽風。僅僅過了幾百萬年，它就以現在的形式存在了。

主序列:

在過去的45.7億年裡，太陽一直處於它生命的主序列中。這一過程的特點是氫燃料在其核心的巨大壓力和溫度下轉化為氦。除了改變其組成物質的性質，這一過程還會產生巨大的能量。總的來說，每秒鐘有6億噸物質被轉換成中微子、太陽輻射和大約4×1027瓦特的能量。

自然，這個過程不能永遠持續下去，因為它依賴於有規律消耗的物質的存在。隨著時間的推移，越來越多的氫轉化為氦，核心將繼續收縮，讓太陽的外層向中心靠近，並感受到更強的引力。

這將對核心施加更大的壓力，這種壓力會被聚變發生率的增加所抵抗。基本上，這意味著隨著太陽繼續在其核心消耗氫，聚變過程加速，太陽的輸出增加。目前，這導致亮度每1億年增加1%，在過去45億年中增加30%。

一顆類太陽恆星的生命週期，從它誕生在框架的左邊，到它在數十億年後演化成右邊的紅巨星。

大約11億年後，太陽將比現在亮10%。光度的增加也意味著熱能的增加，地球大氣層將吸收熱能。這將引發失控的溫室效應，就像今天金星變成可怕的溫室一樣。

35億年後，太陽將比現在亮40%，這將導致海洋沸騰，冰蓋永久融化，大氣中的所有水蒸氣都消失在太空中。在這種情況下，我們所知的生命將無法在地球表面的任何地方生存，地球將完全轉變成另一個炎熱乾燥的世界，就像金星一樣。

紅巨星階段:

從現在起54億年後，太陽將進入被稱為紅巨星進化的階段。一旦堆芯中所有的氫耗盡，惰性氦灰積聚在那裡變得不穩定，並在自身重量的作用下坍塌，這一切就將開始。這將導致核心升溫並變得更密集，導致太陽體積增大。

據計算，正在膨脹的太陽將會變得足夠大，足以包圍地球的軌道水星,金星，甚至可能是地球。即使地球在被吞噬中倖存下來，它與紅日的高溫的新的接近將會烤焦我們的星球，使生命完全不可能存活。然而，天文學家注意到，隨著太陽的膨脹，行星的軌道也可能發生變化。

當太陽到達恆星演化的晚期時，它會因強大的恆星風而失去大量的質量。基本上，隨著它的增長，它失去了質量，導致行星向外螺旋。所以問題是，膨脹的太陽會超越向外螺旋的行星，還是地球(甚至金星)會逃脫它的控制？

當太陽在75.9億年後變成一顆紅巨星時，它將很快開始失去質量。當它到達其最大半徑時，是目前大小的256倍，它將下降到目前質量的67%。當太陽開始膨脹時，它會迅速膨脹，在僅僅500萬年內橫掃太陽系內部。

然後它將進入相對短暫的(1.3億年)氦燃燒階段，在這一點上，它將擴充套件超過水星軌道，然後是金星。當它接近地球時，它將會損失4.9 x 1020每年的質量噸(地球質量的8%)。

但是地球會生存嗎？

這就是事情變得有點像“好訊息/壞訊息”的地方。壞訊息是地球不會在太陽膨脹後存活。即使地球可以擴充套件到比現在距離地球50%的軌道上(，它也不會有這個機會。膨脹的太陽將在到達紅巨星階段的頂端之前吞沒地球，太陽還有0.25天文單位和50萬年的時間來成長。

紅巨星

一旦進入太陽大氣層，地球將與氣體粒子碰撞。它的軌道會衰減，並且會向內螺旋。如果地球現在離太陽稍遠一點，在1.15天文單位，它將能夠在膨脹階段存活下來。如果可以的話推我們的星球在這麼遠的地方，我們也會做生意。然而，這種說法完全是推測性的，目前屬於科幻小說的範疇。

好訊息是。早在我們的太陽進入紅巨星階段之前，它的可居住區(如我們所知)將會消失。天文學家估計，這個區域將在大約10億年後擴充套件到地球軌道以外。加熱的太陽將蒸發掉地球上的海洋，然後太陽輻射將把水中的氫吹走。地球再也不會有海洋了，它最終會融化。

是的，這是個好訊息……算是吧。但它的好處是，我們可以自信地說，人類將被迫在被太陽吞沒之前很久就離開地球。鑑於我們正在處理的時間線遠遠超出了我們能夠真正處理的範圍，我們甚至不能確定其他災難性事件不會更快地奪走我們的生命，或者我們不會遠遠超過我們當前的進化階段。

一個有趣的附帶好處是，我們的太陽可居住區的不斷變化的邊界將如何改變太陽系。雖然地球只有1.5度，將不再在太陽的可居住區內，但太陽系外的大部分將會在。這個新的可居住區將從49.4天文單位延伸到71.4天文單位——一直延伸到柯伊伯帶這意味著以前冰冷的世界將會融化，液態水將會出現在地球的軌道之外冥王星。

到目前為止，與宇宙相比，我們的存在只是曇花一現，我們能忍受多久仍是一個未決的問題。

在地球上我們每時每刻都能感受到太陽給我們帶來的光和溫暖，有能量的釋放肯定就有物質的消耗，由於恆星所包含的物質是有限的，所以每一顆恆星都有其自己的壽命。

不過當恆星的核心消耗完物質以後，並不會靜悄悄的死去，而是會發生壯觀的能量釋放現象將整個恆星摧毀，像我們太陽質量的恆星，在末期就會膨脹成一顆紅巨星。

體積將大到足以吞沒水星和金星的軌道，甚至會到達地球軌道附近，將我們地球也吞掉，這裡的問題是，恆星末期為何會發生這種極端的現象呢？為何會變大而不是收縮死亡呢？

我們之所以稱太陽包括天上的星星為恆星，原因只在於在人類短暫的壽命裡，很難會發現天上星星的生老病死現象，但是在隨著人類科學技術的發展和觀天能力的進步，我們在宇宙中發現了大量的恆星死亡後的殘骸。

上圖中的我們所拍攝到的天體為行星狀星雲，它們都是類太陽恆星死亡後產生的，當然，在宇宙中還有一些比太陽質量更大的大質量恆星， 它們死亡後會產生壯觀的超新星爆發。下圖：

上圖為蟹狀星雲，是1000年前一顆大質量恆星經過超新星爆發死亡後的殘骸，在它的中心還存在一顆中子星，不過上圖是在可見光下拍攝的，我們無法看到中子星的位置。

那麼是什麼原因讓恆星死亡的？它們為何會以這種方式死亡？這就要從恆星的工作機制說起。

恆星發光發熱的原因

以我們的太陽為例！它誕生在一片原始富含金屬的星雲中，當物質在引力的作用下開始發生積聚的時候，引力勢能就會轉化為熱能，當物質積聚到一定的質量，核心的高溫和高壓就會點燃輕元素的核聚變，將輕元素聚變為重元素釋放出能量。

一顆質量大於太陽質量8%的氣態巨行星核心就會開始發生聚變反應，只不過它們的聚變非常的緩慢，這種恆星稱為紅矮星，在其一生中能夠緩慢的將自身所包含的氫元素全部燃燒完，因此這種恆星的壽命非常長，可以達到數萬億年的時間，並且死亡後並不會發生膨脹，或者爆炸，而是會緩慢的冷卻為黑矮星，直到消失在茫茫的宇宙中。

像太陽這樣的黃矮星雖然核心溫度已經達到了1500萬度，核心密度達到了鉛的13倍，但這樣的溫度和壓力，還是無法克服兩個質子之間的庫侖力，如果僅靠溫度和壓力太陽內部也無法點燃核聚變。

不過值得慶幸的時，量子力學的不確定性原理在這裡發揮了巨大的作用，兩個質子會在機率非常低的情況下突然出現在彼此的面前，然後藉著高溫和高壓的狀態融合在一起變為氘，然後再次經過捕獲質子即便為氦-3，然後是氦-4，雖然氦-4比四個質子輕了0.7%，但是還是會釋放出2800萬電子伏的能量，而生成的氦-4會發生沉降堆積在恆星的核心，氫聚變會繼續在氦核的外層發生。

這裡補充下：兩個質子之間發生量子隧穿的機率為1/10^28，但是在太陽中包含了大約10^57個質子，並且有10%的質子位於太陽的核心處，因此每秒鐘還是由將近4×10^38個質子融合為氦-4，大約會損失400萬噸的質量，這就是太陽能量的來源。

恆星在主序星階段的動態平衡

透過恆星的質量和光譜型我們可以將恆星分為O、B、A、F、G、K和M型，上文中所說的紅矮星就是M型恆星，我們的太陽是G型恆星，其實不管哪種型別的恆星它們在經歷上述氫到氦的聚變過程時，我們就稱其處在主序星階段。

在恆星的主序星時期，氫到氦的聚變所帶來的能量會以光子和中微子的形式向外釋放，中微子可以快速的逃離恆星的核心，不會與任何無法發生相互作用，但光子在往外傳播的時候會與帶電粒子發生碰撞，因此大量的光子就會產生一個光壓，我們稱之為輻射壓力，這種壓機會將恆星核心以外的物質向外推，但是由於萬有引力的存在，這兩個力會在恆星的主序星時期保持基本平衡。

如果輻射壓力大了，就會將恆星物質外推，導致核心壓力降低，恆星發生膨脹，這是核聚變反應就會減速，導致輻射壓力降低，引力又重新使得恆星收縮，這樣又會導致核聚變加速，就這樣一來一回整個恆星會保持在一個動態平衡中。

但是恆星如果脫離主序星階段，也就是將核心的氫燃燒殆盡，開始點燃了最核心的氦聚變，恆星就會因為輻射壓力突然增大，導致核心外城的氫殼被吹散，導致恆星發生劇烈的膨脹，並且損失大量的質量，像太陽這樣的恆星就會膨脹成紅巨星，那些比太陽質量更大的恆星就會膨脹為紅超巨星。

總結：地球會不會被吞噬

文章開頭我說的是可能，但水星和金星絕對逃不過這樣的命運，為什麼說地球還有可能存活呢？

本來地球距離太陽的平均距離就已經夠遠的了，在加上太陽每時每刻都在消耗著巨大的質量，這樣就會導致地球的軌道一直會遠離太陽，那麼50億年以後，地球肯定比現在的位置更遠。

而且太陽在變為紅巨星的時期也會損失大量的質量，因此我們的地球還是存在一線生機的。

有為法人們解釋多麼可笑啊！看影片，讓你們好好研究一下，太陽怎麼來的！（時機成熟會集中解讀宇宙秘密）――什麼叫盤古開天？多用哲學去思考問題？

正如地球上的生命依賴於太陽的能量，整個太陽系的命運也取決於太陽。

我們的太陽，被歸類為黃矮星（主序星的一種，其質量為太陽的1.0到1.4倍，光譜分類多為G型，發著黃光。），它是一顆大約有50億歲的中年恆星。隨著核心氫的耗盡，主序星階段將終結，太陽會進入臨終前的紅巨星階段。

簡單理解恆星物理狀態的變化

當要考慮一顆恆星的物理狀態時，應該分別考慮它的核心(溫度和壓力很高)和它的外表(那裡的溫度和壓力要低得多)。核心是發生核反應的重要地方，我們看不見，我們只能觀察其外表，所以我們必須透過對外表的觀察來推斷核心發生了什麼。

在研究恆星時，最重要的概念是流體靜力平衡（Hydrostatic equilibrium）。當核聚變在恆星的核心進行時，會產生壓力向外推，精確地平衡恆星的重力。恆星演化的第一階段是主序星。這個階段約佔恆星總壽命的80%。

在此期間，恆星的核心是氫。隨著核聚變速率的變化，恆星的顏色(其表面溫度的測量)和光度只會發生輕微的變化，因為恆星緩慢地將氫聚變為氦。

然而，它在赫羅圖（簡稱：HR圖）中的位置並不完全固定。例如，我們的太陽預計會變亮。在主序星的大約100億年的生命週期中，它的顏色會緩慢地變化。到它主序星階段結束時，它的亮度將大約是現在的兩倍！

當任何一顆恆星耗盡了其核心的大部分氫時，它就準備離開主序星階段並開始其隨後的演化。

在主序星階段，核心氫聚變產生壓力(以輻射壓力的形式)，才能維持恆星的流體靜力平衡，所以當恆星的核心充滿了氦這樣的惰性物質時，恆星就會失去平衡。當總壓強下降時，重力將再次佔據主導地位，使恆星再次開始塌縮。

當恆星核心塌縮時，它的溫度會升高。因此，恆星將繼續在其核心產生能量。雖然聚變使核心中的氫變成了氦，但恆星的外層大部分是由氫構成的，包括核周圍的層。因此，當堆芯在收縮過程中達到臨界密度和溫度時，它可以在氦核外的薄殼內點燃氫聚變。氦核也將繼續透過重力收縮產生能量。

如果說主序星是恆星生命的“氫核聚變”階段，那麼在主序星之後的第一個階段就是氫殼聚變的舞臺。

在這一階段，核聚變的速率遠高於主序星階段，因此恆星顯然不能停留在這一階段太久。對於像太陽這樣的恆星來說，它只會停留在這個階段數億或十億年，不到太陽主序星壽命的10%。

當這些內部變化發生時，恆星的外層也在發生變化。此時核內產生的能量將比核心氫聚變(主序星階段)更加強烈，因此恆星外層將受到更大的壓力。增加的壓力將導致恆星的外層顯著膨脹。

作為這種膨脹的副作用，恆星的外層會冷卻下來，因為它們現在離能源更遠了。

恆星外層可觀測到的變化將發生在兩個階段。

首先，這顆恆星看起來會慢慢冷卻，光度也會略有增加。在這個階段，恆星在HR圖中所遵循的路徑幾乎是水平的，在主序列的位置右側。這個相位中的恆星通常被稱為次巨星（subgiants）。

其次，恆星將增長到原來大小的100倍甚至更大，這將導致亮度顯著增加，而溫度只會小幅下降，因此恆星將在HR圖中幾乎垂直移動。這一區域中的恆星通常被稱為紅巨星。在恆星向紅巨星過渡的過程中，恆星的演化軌跡如下HR圖所示：

上面HR圖中的虛線，它們代表恆定半徑的線。當一顆恆星到達紅巨星分支的頂端(上面軌道上光度的最高點)時，它的半徑約為100太陽半徑。

有幾顆著名的紅巨星甚至比這還要大，它們的半徑是幾百個太陽半徑。當太陽變成紅巨星時，它可能還會巨大增長，使它的半徑從大約1 AU膨脹到2 AU左右。這意味著水星和金星肯定會被太陽吞沒，地球和火星也可能被太陽吞沒。

上面的插圖顯示的是太陽達到一個紅巨星的峰值時，與它目前大小的對比。

地球命運的猜測

在很大程度上，地球的命運仍是一個猜測。有科學家認為，地球將被烤焦，最終被我們的太陽吞噬。另一些人聲稱，紅巨星階段強烈的恆星風或許會將地球推出軌道，遠離太陽。

然而，無論地球在太陽最初膨脹期間是否會被完全焚燬，它將不再適合人類居住。海洋將沸騰並蒸發，大氣將被吹走，永遠消失在太空。而所有繁茂的植被，以及任何倖存的生態系統，都將被摧毀。

外行星，那些位於火星軌道之外的行星，可能完全有另一種命運，特別是土星的一些衛星。比如，木衛二：歐羅巴。

木衛二的冰面下都有冰凍的液態水。據說，木衛二上的水比地球上所有海洋、湖泊和溪流中的水都多。由於太陽的膨脹，太陽系最外面的地方將有幾百萬年的時間融化。

在經歷了100億年的冬天後，那裡將迎來一個短暫的春天，成為太陽落山之前的最後一個黃金時代。

　　太陽在過去將近46億年的時間裡一直為我們帶來溫暖和陽光，但是太陽也有著恐怖的一面。預計50億年之後太陽就會接近暮年開始慢慢的走向衰亡，它會開始向紅巨星演化“身體”會不斷的膨脹。然後逐漸把身邊的小夥伴逐一吞噬，到時候地球也就不復存在了。為什麼太陽處在暮年時期還要不斷膨脹然後吞噬掉身邊的其他的存在？是什麼樣的原因會導致太陽這樣的冷漠無情？

太陽到底是一種怎樣的存在？

　　太陽一直都是太陽系大哥般的存在，是太陽系的絕對霸主是我們所處太陽系的中心天體，太陽的體積大約能夠達到我們地球的130萬倍，直徑大約是1.392×10⁶千米（1392000千米）相當於地球直徑的109倍，自身質量也是非常巨大的佔據了整個銀河系的99.86%，大約為2×10³⁰千克相當於地球的330000倍，可想而知太陽是一種多麼巨大的存在。

　　太陽在構造組成上主要是由太陽核心、輻射層、對流層、色球層、光球層和日冕夠成的，我們感受到的陽光和溫暖就是各個構成協調運作的結果。當然太陽也不是每一個構成部分都是燃燒，實際上只有太陽核心區域在時刻進行著核聚變，大約能佔到太陽總體積的25%。但是太陽核聚變的進行並不是永恆的，當它自身所儲存的佔自身質量75%的氫完全轉化為氦時它的生命就可以說已經走到盡頭了。整個過程估計還能延續50~60億年的時間，雖然看似很久遠但是也很短暫。

太陽逃脫不了的命運—不斷膨脹演化為紅巨星

　　到底是什麼原因導致的太陽會不斷膨脹然後吞噬掉星空的呢？

　　我們所感受到的光和熱只要來源於太陽核心處的能量釋放，也就是太陽內部的熱核反應。在整個反應的過程中每四個氫質子會進行融合形成一個氦，同時伴隨著巨大的能量釋放。透過資料我們可以得出，每一克氫聚變為氦釋放的熱量相當於大約15噸煤塊燃燒產生的熱量。而在太陽核心區域內每秒會有將近6.3億噸的氫在進行著核聚變，形成大約460萬噸能量會向太陽的其他區域輻射，而產生的氦會逐漸的下沉進入的太陽更核心的區域不斷沉積。

▲演化為紅巨星的太陽

　　伴隨著太陽能量不斷向外輻射氫也在不斷消耗，因為很難得到後續的補充太陽上的氫就會越來越少，太陽核心區域的氫逐漸轉化為氦然後沉積成的核心就會越來越大內部引力作用也會成正比增加，這就導致了太陽的坍塌，外層的物質開始向內部的沉陷。這一過程中太陽的溫度會逐漸的降低，體積會響應的變小。

　　坍塌的過程中熱核區域缺失的氫會因為外部沉陷進來的氫而得到大規模的補充，“燃料”越充足核聚變就會越加的瘋狂。核聚變產生的能量急劇釋放核心溫度也會快速上升，此時太陽可以說是被重新“點燃”了。能量的瘋狂釋放會推動太陽上的物質向外膨脹表面積會越來越大，此時的太陽體積會逐漸增大。直到坍塌沉積的氫被再次消耗至盡時，太陽就會慢慢冷卻下來形成一顆體積巨大、密度很小的紅巨星。

▲太陽的演化過程

　　太陽終歸是一顆恆星，究其一生也很難擺脫恆星命運的束縛，不是太陽無情而是身不由己。

總結一下：

　　大約50億年之後，太陽會走向生命的終點，只有演化為紅巨星才能獲得新生。當它演化為紅巨星時體積會變的非常大從而吞噬掉水星、熔掉金星，至於地球的結局是被吞噬還是被烤焦也顯得不是很重要了。

在太陽系太陽已經為地球貢獻了46億年的恩澤，但平和安寧的美好日子，不會永遠持續下去，再過50億年一場浩劫將終結我們的太陽系。

我們的太陽系現在已經穩定地運行了幾十億年，但最終也有崩潰瓦解的那一刻，太陽系誕生過程中一片混亂，上百行星碰撞兼併到最後八大行星時才平息，但這並不意味著它現在已徹底平靜。

太陽系的最終命運或已經註定，和所有恆星系統一樣中心恆星死亡時，就是末日來臨之時。

科學家推測50億年後，太陽的燃料就會用盡約束力崩潰而變成紅巨星，它會膨脹升溫吞沒內層行星，水星 金星首當其衝被吞噬，太陽的表層外緣達到地球軌道，地球的表面將被燒焦，海水會蒸發 海洋會消失殆盡，陸地會熔化 火山爆發岩漿迸裂。

太陽會膨脹到地球公轉軌道這麼大，真正的世界末日來臨了，我們會隨地球被太陽吞入內部，會被徹底被烤焦 蒸發，此狀態不會堅持多久，紅巨星也會崩潰，留下一個小小的恆星殘骸白矮星，密度極大體積只有地球大小的白矮星，而且它會在億萬年間慢慢冷卻下來，這是太陽系的真正末日。

我們的地球這顆岩石行星已經死亡，它曾經是那麼的生機盎然物種繁多，還孕育出偉大的人類文明，再從它的表面仰望太陽。它已經是顆白矮星一顆垂死的恆星，之前被太陽烤焦的內層行星水星 金星的殘骸，將會繼續圍繞這顆白矮星公轉，但外層巨大的氣體行星將完好無損。

在太陽膨脹為紅巨星時它們的溫度將上升，它們會繼續倖存下來，但當太陽變白矮星後，不會再給它們提供足夠的熱量，它們將會變得更冷一些，雖然如此末日景象。50億年後才會發生在太陽系，但類似的情況在其他恆星系統已經發生。

太陽系在一片混沌中誕生演變，太陽穩定持續地燃燒提供能量，直到能夠保護地球孕育生命，我們是那麼的幸運，太陽系的行星的數量、位置都恰到好處。它們彼此間距離合適都圍繞太陽公轉，人類文明能誕生也許並非偶然。億萬年間太陽系發生的一系列不同尋常事件，地球的位置必須恰到好處，其他行星的位置也必須恰到好處。巨行星木星等的位置也必須恰到好處，才能保護我們不受小行星彗星的撞擊，一切的一切都必須恰到好處，才能讓地球成為生命演化的極佳場所。

太陽系是目前已知有生命的唯一星系，我們是宇宙中的唯一 孤獨存在，還是普遍存在 我們不得而知，但隨著時間的推移答案終將揭曉。

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