天體的能量來自其核心的聚變反應，而產生聚變反應的最低溫度要求是1000萬度，但是對於重一些的元素來說，其聚變的條件就要更為高的溫度，最高可大到10億度。

恆星內部之所以能產生這麼高的溫度，是由其質量決定的，質量越大的恆星，其核心受到的壓力就越大，所以也會產生更高的溫度。

比如太陽這樣的質量，其核心溫度在1500萬度上下，而質量更大的恆星，其核心就會產生更高的溫度。更高的溫度導致聚變反應加速，當氫元素完成聚變後，就會進入下一階段的聚變，氦聚變。對於那些質量大到30倍太陽質量以上的恆星，其核心的溫度可以達到10億度，最終可以聚變到鐵元素。

所以說，宇宙中那些質量較大的天體，其核心真的可以達到上億度。當然，這個溫度實際上也就是一種表示粒子運動的能量而已，並非我們日常所理解的溫度。這是無法直接測量的，只能透過一些間接手段或者的數值。

而形成這種高溫的最根本的原因，就是物質的質量導致的壓力。

在宇宙中其實無奇不有，宇宙中各種天體的劃分，主要的依據是質量。不同的質量會導致天體的一生完全不一樣的，即便同為恆星，質量不同，也會有不同的宿命；

行星和恆星最大的區別就在於因此，如果天體質量不到太陽質量的8%，那它最多隻能是一顆行星，超過8%，就可以產生核聚變反應，發光發熱，就是一顆恆星。

因此，在宇宙中質量為王。

而在宇宙之中，恆星可以被我們認為是宇宙的燭光，因為只有它們在發光發熱，照亮宇宙的各個角落，而它們當中一部分，核心溫度可以高達上億度。太陽系中的太陽，核心溫度只有1500萬度，但是我們的地球主要的能量來源就是太陽輻射，如果把太陽輻射出來的能量比喻成錢，太陽平均每秒向太空扔70萬億人民幣，但被地球接收到的只有3萬塊左右，而真正被人類所用的只有3塊錢左右。那恆星為什麼可以產生如此高溫和如此多的能量呢？

這其實要從宇宙大爆炸說起。

宇宙大爆炸

按照目前的主流科學理論，宇宙起源於138億年前的一次大爆炸。

大爆炸之後的普朗克時間（10^-43秒）內發生了什麼，我們目前還不清楚。所謂的普朗克時間指的是物理學所認知的時間變化的最小單位。

普朗克時間後，宇宙處於極其高溫的狀態，溫度達到了1.4億億億億度。（1.4*10^32度）所以，宇宙曾經就出現極其高的溫度，這也是我們目前所知道宇宙中最高的溫度。

此時，宇宙空間急劇膨脹，在宇宙誕生後的3分鐘左右，形成如今宇宙大量的基本粒子。到了宇宙誕生後的38萬年，溫度降到了3000度，原子結構得以形成，光子可以在宇宙中自由的穿行。

以往在科普時，講到物理學或者天文學知識時，許多人都在問，科學家明明沒有看到，憑什麼可以說發生過這一切？

其實道理很簡單，我們試想一下，警察和法官斷案，他們也沒有在現場親眼目睹兇殺案，那他們如何判定嫌疑人作案了呢？如果只有“眼見為實”，那所有兇殺案也就不可能會有兇手了。

其實這一切都遵循一個規則：一個理論到底成不成立，完全看證據，以及是不是可以證偽，科學有一套專業的正規化。一般一位科學發表一篇論文，同行都是本著雞蛋裡挑骨頭的精神在看這篇論文。就拿我們所知道的物理學大神愛因斯坦來說，在他發表論文時，就有許多人指出他論文中的一些問題。甚至是到了愛因斯坦晚年，他發表的論文，也直接被許多同行指責為垃圾。

所以，你看，即使是愛因斯坦這樣的大神都不可能被優待。宇宙大爆炸得以成立就在於它有過硬的證據，以及預測了許多現象。

到了宇宙大爆炸之後的2億年，宇宙中的許多星雲物質，在引力坍縮下，逐漸形成了恆星。那這個恆星到底是如何被點亮的呢？

恆星的形成

恆星能被點燃最主要原因就是開頭說到的質量問題。就拿太陽來說，太陽佔據了太陽系總質量的99%。

由於質量巨大，因此引力巨大，太陽的核心溫度特別高，這個溫度可以達到1500萬度。而此時太陽核心的物質就呈現等離子態，意思是原子結構保不住了，電子由於獲得了足夠多的能量，擺脫了原子核的束縛。

但我們要知道的是，一般來說，要引發氫核聚變的溫度至少是1億度。之所以需要引發氫核聚變，是因為宇宙中絕大多數的物質都是氫元素，恆星基本上主要是氫元素構成的。但是由於太陽足夠大，加上微觀世界中存在的量子隧穿效應，以及在弱力的作用下，太陽還是可以引發氫核聚變，只不過這個反應不會像氫彈那樣劇烈，所以太陽才沒有一下子全炸了。而引發了核聚變之後，太陽實際上是核聚變產生的對外壓力和自身引力形成了動態平衡，得以保持住自身的形態。

我們要知道的是，太陽在恆星家族中並不算大。還有許多比太陽更大的恆星。

那些比太陽質量更大的恆星，以及演化到氦核聚變以及更高順位元素的核聚變的恆星，核心溫度都遠超過1億度的水平。

因此，恆星之所以能夠產生如此高的溫度，是因為質量大，導致引力大，最終在強大引力作用引發了核聚變反應，而核聚變過程中會損失一部分的質量，這部分的質量完全以能量的形式，或者說以光和熱的形式釋放出來，才使得恆星的溫度極高。

二十世紀二十年代，科學家用哈勃天文望遠鏡觀察到，宇宙的星系在以極快的速度向四面八方擴散，符合“大爆炸”一說。也就是說，造物主從一個密度極大的元點，透過的創造方式，形成了宇宙（包含太陽、地球、月球）。由於能量極大，推動著千千萬萬星系運轉，何止億萬度？不過，今天科學家發現，根據熱力學第二定律（萬物都會退化，而非進化）的原理，宇宙產生的能量日漸減少，萬有引力開始抵消，總有一天，群星會失去能量以及光和熱，整個宇宙將陷入死寂黑暗，正如《聖經》所啟示人類的：天地如衣服一樣漸漸舊了。

宇宙中天體不一定真有上億溫度；

我不否恆系內部地木類衛內離熱；

但是一般超出控制限會引起爆裂；

各種電熱磁力能讓分子碰撞形成。

宇宙中的天體真的會達到上億溫度嗎？它的能量是怎麼形成的？

科學家知道太陽上的高溫要比它的發光原理要早一些，按一般科學規律的認知流程，這並沒有什麼大毛病，但卻有一個很有意思的故事，值得大家瞭解一下！

太陽溫度是怎麼知道的？

太陽溫度是無法直接測量的，有朋友認為可以用凸透鏡聚焦太Sunny來測量焦點的溫度，事實上假如太陽比較遠，那麼這個方法根本就不靈光，比如你用來測量星星的溫度試試？當然科學家不會那麼傻，十九世紀八十年代，奧地利物理學家斯特藩和玻爾茲曼在實驗中得到並推出了斯特藩-玻爾茲曼定律，即：即一個黑體在單位面積上的輻射功率（即每秒輻射能量）正比於絕對溫度的四次方，即可將其應用到太陽溫度的計算：

斯特藩-玻爾茲曼定律

計算得太陽表面溫度為：5780K，但問題是需要知道準確知道太陽的表面積和半徑以及總能量這一系列的引數，因為這些數字的精確性見過直接影響表面溫度的準確！

到了二十世紀初，普朗克解決維恩定律和瑞利-金斯公式在計算低頻和高頻的相互侷限，推出了普朗克的黑體輻射公式，這個公式所需要的引數只跟輻射源的輻射波譜有關，與輻射源的距離面積直徑等無關，因此普朗克的黑體輻射公式明顯更適合！

普朗克黑體輻射公式

不過從理論上來看，普朗克的輻射公式計算不出太陽的溫度，只能測量出太陽各頻段輻射，然後用這個曲線去和普朗克黑體輻射公式的理論頻段做比較，再確定太陽的的溫度！

太陽的輻射在5772K時與普朗克輻射公式曲線擬合程度極高

所以用斯特藩-玻爾茲曼定律是真正的計算，但需要確定額外的數值，而普朗克黑體輻射公式則不需要，但卻需要測量太陽各頻段的輻射，需要去套用曲線，當然這些都沒問題，你喜歡哪個就用哪個！

太陽的高溫是怎麼來的？

其實在1920年以前，即使是科學家對太陽的發光原理還是一頭霧水，大家都猜測可能是燒煤的，可能是小行星撞擊的能量，靠譜的猜測還有引力坍縮能等等，但都一一被排除，因為科學家們發現能量遠超他們的預期，如果是這些機制的話，太陽早就冷卻成了一個黑球！

在阿斯頓對原子質量的精確之後，愛丁頓在1920年時候提出了恆星可能是在氫核聚變成氦核的反應中獲得能量，並且提出了還有可能聚變更重的元素在恆星核心產生的可能！1928年伽莫夫發現兩個原子核在足夠近時強作用力克服質子庫侖障壁的量子隧穿效應，解決了太陽內部最初的核合成問題。

到了1939年美國科學家漢斯·貝特則從質子鏈反應和碳氮氧迴圈角度完美的解決了太陽的發光發熱問題，因為兩者的能量佔據了幾乎所有太陽的能量來源！核聚變使得太陽核心的溫度達到了1300萬K以上，當然太陽表面溫度仍然只有6000K不到，太陽由內而外有一個熱量傳導機制！但比較奇特的是太陽的日冕層溫度高達百萬度，即使到現在科學家仍然對這一加熱機制有些搞不清楚！

太陽（恆星）的核聚變是怎麼啟動的？

解決了太陽發光發熱問題，想必大家都有一個疑問，這個巨大能量的核聚變是怎麼啟動的？因為核聚變也需要高溫支援，最原始的高溫來自哪裡？

引力坍縮能

這是一顆恆星啟動以前最原始的能量來源，來自於星雲坍縮的引力勢能！地球直徑1.3萬千米不到，核心大約6000度左右，太陽的直徑是140萬千米，它的核心溫度超過一千萬度，當然更重要的是核心的壓力，因為區區千萬度完全不足以引起核聚變，比如ITER核聚變堆內部的溫度可以輕鬆超過5000萬度，但自持核聚變仍然困難重重，所以高壓是另一個啟動的重要因素！

核心的氫元素中最多的同位素氕，在這個壓力和溫度下，遊離了電子的原子核在足夠近時透過量子聚變成了氘核？不是氦核嗎？因為一個質子吸收能量後轉變成了中子，與質子結合成了氫的同位素氘，這個過程很慢，因此制約了太陽核聚變堆速度，也是太陽超級壽命的原因。

還有其他形成高溫的途徑嗎？

恆星的能量來自引力勢能和核聚變，但已經燒完了氫元素成為白矮星和中子星的天體，仍然在發光，而且他們的溫度更高，達到百萬度甚至上億度高溫，而新形成的中子星核心溫度甚至超過百億度！這些能量來自哪裡呢？主要由：

引力坍縮能角動量守恆超強磁場

因為白矮星和中子星都沒有能量產生機制，它消耗的只是在整個恆星生涯過程中積累的部分能量，就像你年輕時候的存款，到了老年時再慢慢消耗，但它有一個限度，最終將會耗盡這些能量，到那時這些中子星和白矮星就成了一個黑球，甚至你可以登陸上去玩玩，當然前提是你受得了那個超級重力加速度！

宇宙中最高的溫度

恆星核聚變溫度是有限的，很簡單因為會產生輻射壓，所以溫度不會無限增加，即使超大恆星核心溫度仍然有限，但引力坍縮能不是，它可以無限疊加，所以中子星核心溫度極高，當然兩顆中子星碰撞那就更可觀了！

普朗克溫度

似乎無極限是嗎？但有一個溫度是不可能超越的，那就是普朗克溫度！我們現在都知道溫度就是微觀粒子運動的宏觀表現，所以當微觀粒子的運動速度達到光速時，那麼此時就是最高溫度，但大家也知道有靜止質量的物體是不可能達到光速的，所以宇宙中最高溫度就有了天花板！

這就是宇宙中溫度的上限，也就是宇宙誕生時奇點的溫度！其實也不是溫度有上限，而是光速的天花板所決定的，如果另一個宇宙的光速是60萬千米/秒，那麼很明顯最高溫度就不一樣了！