首先說明的是紅巨星是巨星的一種，是恆星的一種衰變狀態，根據恆星質量的不同，存在期只有數百萬年不等。質量通常約為0.5至8個太陽質量，質量更大的稱為紅超巨星，質量再大的為紅特超巨星。

對於太陽來說它還處於青壯年期，大約在50到75億年後，氫耗竭時，太陽將成為紅巨星，經過科學家們的計算，屆時太陽將變得異常巨大，足以吞噬掉目前太陽系裡，包括地球大概火星以內的內側行星。然而，太陽的引力也會因為質量的減少而減弱，因此火星和所有的外行星，都會往外移。在這時候水星和金星都差不多一定會被太陽吞噬掉。地球的命運不是很清楚。要是沒有潮汐力的話，那地球的軌道就會往外逃到差不多1.5天文單位。但近來研究發現因為地球和太陽有潮汐力，地球還是會被太陽的外氣層吞噬掉。可是在此之前，當太陽的氫耗盡時，地球的生物圈將會被破壞，額外增加的太陽能也將造成地球海洋的蒸發。過30億年以後，地球的表面將變得如同金星一般高熱。再50億年以後，地球的空氣已經往外太空逸散掉了，最後地球變成焦黑的行星。

與眾多恆星一樣，太陽也不會永遠存在，在度過它的一生之後便會“死亡”。目前的太陽是一顆青壯年恆星，它出生於46億年前，天文學家估計它還有大約50億年的生命。

太陽誕生於遙遠的過去，而且我們也無法目睹太陽遙遠的將來死亡時的情景。太陽的生命演化過程對於我們而言又是緩慢到令人難於覺察。既然如此，我們如何能夠知道太陽生命的開始與終結呢？令人欣慰的是，在我們的銀河系裡就能夠看到許許多多處於不同演化階段的類日恆星。這是天文學家們創作的太陽演化畫卷的絕妙方法。

太陽的質量不大，它的預期壽命是100億年。由於天文學家已經觀測過其他類日恆星的死亡，他們知道太陽在什麼時候以何種方式走向它生命的終點。

在未來的幾十億年中，太陽核心的氫元素經核聚變不斷被消耗，產生越來越多的氦和核能。但在這個新生的富氦核心區外厚厚的殼層裡，氫聚變依然在繼續。結果是，外殼逐漸向太空膨脹，太陽慢慢地變成一顆巨星。由於引力，氦核同時也在不停地變重變密。大約50億年後，氦核的密度會大到足以引發另一輪的氦元素核聚變。氦聚變比氫聚變產生更多的能量，使得太陽外殼向外膨脹成一顆臃腫的紅巨星。其外殼逐漸變冷，顏色偏向紅色。紅巨星的直徑可達一億公里。

太陽變為紅巨星後，其體積膨脹到非常巨大，最靠近太陽的可憐的水星和金星將會被太陽吞沒。它們的岩石和金屬會變成高溫氣體，並與太陽的外層融合到一起。對於地球上的生命而言，這是一個令人絕望的壞訊息：在今後不到10億年的時間裡，太陽的能量輻射輸出多到讓我們的海洋也將沸騰。

天文學家表示，我們的地球還算幸運，地球有可能逃脫被紅巨星的吞噬。因為太陽可能會出現一種脈動現象，大約以24小時週期交替地膨脹和收縮，太陽的外層氣體被輻射風吹散到太空中。由此造成的質量流失將減弱太陽對地球的引力作用，地球的軌道因此向外膨脹。這個效果不能挽救水星和金星，但地球也許恰好可以殘存了下來。遺憾的是，包括我們人類在內的地球生命將不復存在，除非在災難來臨之前我們已經移民到了太陽系以外的宜居行星上。此後的1～2萬年中，太陽的外層氣體之大部分會被吹走，變成一個色彩斑斕的膨脹的“氣泡”，天文學家稱之為“行星狀星雲”。在爆發式的氦聚變停止後，由於沒有能量對抗引力，太陽核心開始坍塌，最後的結局是在中心形成一顆垂死的白矮星。

燒過頭了唄。哈哈。

目前的理論是，恆星內氫消耗到一定程度，恆星體積就要變大。也就是說，這顆恆星也快走到了盡頭。

這是因為太陽的質量不太高，像太陽這樣質量的中等恆星，結局就是白矮星，在此之間經歷的過程大多都是紅巨星階段。

像我們的太陽，從現在開始往後的十幾億年中，太陽的體型處在緩慢的增加過程中，這是因為核心的氫燃料逐漸減少，而氦逐漸增多，當核心的氦積累到一定程度，殘餘的氫聚集在氦核外部，進行著“氫燃燒”從而外殼氣體殼逐漸膨脹。

當氦核聚集到一定程度，但尚未點燃氦聚變時，此時萬有引力佔據上風，氦核會在短時間被擠壓收縮，溫度壓力變高，從而發生氦閃，此時，紅巨星時代已經到來。

為什麼會成為紅巨星？

要說只能說是大自然的法則，就如同人一定會變老一樣，無論你現在多麼的年輕。

為什麼太陽會成為紅巨星？

太陽會成為紅巨星的原因需要從恆星的演化說起，瞭解恆星演化的朋友應該都很清楚紅矮星是不會有紅巨星過程的，但只比它大沒多少黃矮星就會出現紅巨星！肯定與兩者的結構有關係，我們來對比下黃矮星和紅矮星的結構來看看！

巴納德星和比鄰星都是紅矮星，它們的演化階段都在主序列，直至氫元素耗盡！而太陽在氫元素耗盡後將逐漸離開主序列，慢慢膨脹成紅巨星！

這是太陽的結構，內部發白的區域就是太陽最核心的聚變核心，這個只佔了整個太陽半徑的四分之一，而在其周圍這是一個輻射層，外層是對流層！

而紅矮星整個結構只有聚變核心加上對流核心和對流包層，這兩種結構導致了後期的演化的差異！因為太陽核心外部包裹的是輻射層，因此它核心氫元素聚變生成的氦元素無法對流到外層，它會堆積在核心，但以太陽的質量並無法燃燒氦元素，因此氦元素會逐漸增加！

在氫元素逐漸耗盡，而氦元素因溫度不夠還未開始燃燒時，太陽內和輻射壓逐漸降低，太陽的外殼在引力的作用下向內收縮，這引力坍縮的高溫將成為點燃氦元素的關鍵要素，而氦元素燃燒遠比氫元素要劇烈的多，達到了氦元素聚變條件的氦核心猶如一匹失控的Mustang......這就是氦閃，有點類似超新星爆發，但能量並未達到超新星級別，但它依然是太陽有史以來最為猛烈的活動，他將橫掃太陽系，內行星也許可能徹底玩完......這就是《流浪地球》故事的最關鍵的條件！

在氦閃過後，太陽核心的氦元素繼續燃燒，但此時的輻射壓已經遠高於氫元素燃燒階段，極高的輻射壓會導致太陽的氣殼控制不住的膨脹！它將逐漸吞沒水星，也許最終可能膨脹到地球附近！

但它無法吞沒地球，因為地球會因為太陽密度降低束縛力下降而逃逸到新的軌道！不過即使在新的地球軌道又如何？已經徹底烤焦了！

紅矮星則由於自內而外的對流迴圈，讓氦元素分散到了恆星的各個區域，並且讓絕大部分的氫元素都參與燃燒，因此紅矮星的氫元素利用率是極高的！並且不會堆積氦元素，其實紅矮星即使引力坍縮也不至於燃燒氦元素，因此紅矮星燒完氫元素就逐漸冷卻，最終成為一顆黑矮星！

太陽大約誕生在50億年前塌縮的氫分子云，為地球提供了源源不斷的能量，由此便誕生了生機蓬勃的生命。人們不敢想象，太陽會這樣永遠燃燒下去嗎？

這種擔心在50億年後將成為現實，太陽結束它的主序星階段，沒有了足夠的質量而爆發成為超新星，進入到紅巨星階段。

太陽為什麼會進入到紅巨星階段呢？

現在它大多數的氫正在慢慢燃燒轉化為氦，也就是它正是穩定的主序星時期。

但即使太陽也會有能量耗盡的時候。

當它到了主序星末期，除了外殼，它內部的氫基本上都轉為了氦而使熱核反應終止。此時太陽內部會由於巨大引力慢慢收縮，在收縮中會釋放巨大能量，使得外殼像氣球一樣急速膨脹，中心密度就會增加，壓力隨之升高，這樣氫就會燃得更厲害，表面溫度會降低，內部溫度卻會升得更高，亮度會達到現在的2000倍。

因此，太陽就變成了一顆又大又亮又低溫的紅巨星。此時內部的氫幾乎消耗殆盡，但內部的收縮會讓溫度更高，又開始燃燒了，並會維持近10億年。

太陽成為紅巨星是一個必然要走的過程，這個過程最終導致的就是地球的滅亡。

任何一個恆星，早期都是由氫元素開始聚變，核聚變從極端壓力和溫度的內部開始，當一顆恆星形成時，在巨大質量向中心擠壓，必然就開始了這個聚變過程。

由四個氫原子聚變一個氦原子，同時釋放巨大的能量，能量的釋放從內部開始。我們知道釋放能量是需要空間的，會形成一個向外的輻射壓，托起了整個恆星巨大的外殼，阻止了物質在萬有引力下的進一步塌縮。維持了恆星的穩定。這個時期的恆星說白點是處於一個穩定期，我們的太陽現在就處於這個時期。

隨著內部氫元素不斷的消耗，形成的氦元素越來越多，這個時候，會造成氫聚變能量的釋放不足，而氦的聚變又還沒有足夠的壓力和溫度，導致恆星平衡打破。

沒有了足夠的氫聚變能量支撐外殼，恆星開始向內收縮。這個時候，內部由於氫的聚變，形成了一個氦核，氦核通常比較穩定，以至於也是沒有足夠能量抵抗恆星塌縮。

塌縮過程中，溫度壓力不斷增高，核心外圍的氫元素在重力收縮下被加熱聚變，在上面的氫也會跟著一起收縮發熱，導致釋放巨大能量，把外殼極速向外膨脹擴張，紅巨星過程開始。

這個時候恆星呈現內部收縮，外殼膨脹，像我們太陽，這個過程將持續10億年，體積可以膨脹到地球軌道甚至木星軌道。到時地球將蕩然無存。

這是必然的，誰都不知道太陽，連地球都不知道成因和構造，哪裡能知道太陽為什麼是紅巨星？

咱先說地球吧！歷史上東漢時期張衡《靈憲》，給出地球成因和構造：【渾沌世界，沉澱出星球】。我把沉澱理解為生活中，做豆腐。由豆漿變成豆腐，就是物質聚集性。現代科學可研究天體內固態物質的聚集性，霾可以聚整合塵，還可以繼續聚集放大至星球，今天地球墮落隕石，也屬於放大地球一種。因為星球都是在銀河系聚整合長的。

那麼進入太陽系的行星，為什麼繞著太陽呢？當然是行星與太陽有吸引力存在，也有引力線。

太陽背景是什麼？是微波！微震是哪裡來的？是太陽系空間憑空產生震爆發生的微震，所以太陽系震爆不斷，微波無限。西方說宇宙一個奇點大爆炸，伏羲東方文化遺產震爆無限。太陽與星球的引力線，暴露微波背景裡，就是顯示太陽在燃燒。

這是我無意試驗成果，證明太陽的物理性質，和太陽構造是永久性磁性星球。我在這裡暴露人類試驗太陽生命食糧，吃的物是背景微波，試驗過程是：【把磁鐵拿面米代線繩，梱在一起，用玻璃杯架起來，放進微波爐裡，開啟微波爐工作，就發現磁鐵吸引鐵棍的磁力線，全是藍光，所以認為太Sunny都是與星球的磁力線】。實踐出真理，發現是科學。試驗人原創還有詳情是磁鐵瞬間高溫，鐵棍溫度正常。這個發現也可以改變物質科學。線繩正常。說明磁力線與微波作用就是光。

現在我們對太陽的結局有了一個共同的認識，那就是亞巨星、紅巨星、白矮星到最後的黑矮星。但是很多人有疑問，那就是太陽為何燒著燒著就要膨脹呢？不應該是越來越小不停的塌縮嗎？最後還甚至把所有外層剩餘的燃料進一步吹散形成了行星狀星雲。

而很多關於太陽到紅巨星這個階段是怎樣形成的，都一句話略過了！所以回答題主的問題，詳細說下：

太陽為何會膨脹成紅巨星

我們知道太陽現在以步入中年，45億-50億歲了！從它的少年到中年，其實已經發生了很大的變化，太陽透過將氫聚變為更重的元素來發光發熱，從誕生到現在光度已經增加了20%。這什麼意思？因為核心溫度在不斷升高，太陽只會越來越熱！燃燒氫的速度越來越快！

我們要知道的是，恆星的核聚變發生在核心，大量的氫元素都集中在外層，那麼核心的燃料就需要氫從外層不斷地沉降到核心，以供太陽地核聚變，而太陽地質量和體積屬於那種對流很差地恆星，核心燃燒速度又快，導致核心缺少氫原料而停止核聚變，核聚變只會發生在核心地外層，這樣停止核聚變地核心會累積的越來越大，溫度越來越高，直到較重的元素氦發生聚變變成為碳、氮、氧，甚至可能再變成氖，釋放更高地能量！

這時強大地輻射壓力會將吹散外層地氫殼形成紅巨星，太陽的將會膨脹。大質量恆星地話就是紅超巨星，上圖可以看到！

紅巨星的結局

其實在10億年後我們還健在地話，我們就能很容易看到太陽快速的核聚變帶來的影響，因為到時海水基本上就可以涮火鍋了！但是當內部燃料耗盡時（氦耗盡）接下來會發生什麼？

如果恆星質量是太陽的8倍以上，核心就會坍塌，繼續點燃更重元素的聚變，釋放更高的能量形成超新星爆發，但是我們的太陽，和大多數恆星一樣，離超新星還很遠。

在我們的太陽變成紅巨星後大約1萬年的時間，在恆星的生命週期中，將從紅巨星中拋射出巨大的氫外層。下圖：

與此同時，在恆星核心的表面，一層氫還在繼續燃燒，這是恆星聚變的最後階段之一。隨著外層氫繼續燃燒並經歷噴射，恆星內部繼續升溫。隨著這一過程的繼續，恆星內部又會經歷一次爆發產生每小時高達10萬公里的恆星風衝擊外層並形成氣體雲——行星狀星雲，而恆星的核心將收縮成一顆白矮星。

行星狀星雲，類太陽恆星的結局

上圖是一個前行星狀星雲，是哈勃太空望遠鏡第一次看到的蛋狀星雲！厚厚的塵埃氣體雲像繭一樣包裹著中心恆星，將它隱藏在我們的視野之外。我需要搞清楚的是行星狀星雲和原始星雲的區別，一個是恆星結束，一個是恆星誕生的地方！太陽死亡時會把剩餘的大量氫元素重新拋回到星際介質中！

下圖是紅外線下觀察到的結果

在幾千年後，所有這些塵埃結構都會消失，只剩下一個普通的電離行星狀星雲，中心有一顆白矮星。這就是我們太陽變為紅巨星到行星狀星雲的過程！

如何讓太陽更長壽

還需要說的是，我經常能看到有朋友說，怎樣拯救我們的太陽，給太陽提供更大的氫燃料？這個想法是錯誤的，我們知道質量更大的恆星，壽命更多，像O\B級別恆星，壽命從幾十萬年都幾百萬年不等，所以要讓我們的太陽更長壽我們就需要把大量的降低太陽的質量，使其體積、壓力減小，增加氫和溫度的對流這樣我們的太陽將能活到億萬年！

太陽確實會變成一顆紅巨星。要了解這個問題，我們就得從太陽的一生來看。

首先關於太陽的起源問題主要是星雲假說。說的是太陽誕生於一片分子云的引力塌陷，然後在引力作用下成為了恆星胚胎。

後來，在引力的作用下，太陽核心的溫度開始急劇升高，達到1500萬度左右。這個溫度本來是不足以點燃太陽核心的核聚變反應。這是因為太陽主要是由氫構成的，而氫核聚變大概要一億度的溫度。

不過，因為溫度太高，太陽內部是等離子態，電子，原子核都自由自在的，就像一鍋離子湯。

而氫原子核說白了就是質子。要發生氫核聚變，就是要讓質子和質子之間反應，然後生成更大號的原子核。但我們都知道同性相斥，質子帶正電，它們之間會因為庫倫力，而不易發生核聚變。不過，好在存在一種量子效應：隧穿效應。大意就是：

微觀粒子能夠穿入或者穿越位勢壘的量子行為，儘管位勢壘的高度大於粒子的總能量。

說白了就是，在微觀世界當中，原本不可能的事情，其實也有一定的可能性會發生。

於是，質子和質子就有一定機率發生反應，這個機率大概是十億年發生一次。不過，由於太陽內部質子數量眾多，所以，要發生這個反應並不難。

也就是因為隧穿效應，所以太陽的核聚變反應能夠被點燃。

同樣是因為這個原因，太陽被點燃後不會像氫彈那樣一下子全炸沒，

而是循序漸進地進行核聚變反應。這個時期的核聚變反應主要是質子-質子反應鏈，氫核聚變最終生成氦-4。

其實還有少量的碳氮氧迴圈，也是氫核聚變最終生成氦-4，其中碳氮氧充當了催化劑。

此時太陽處於主序星時期，整個時期大概要持續100億年，燃料就是氫。並且我們稱呼這個時期的太陽為黃矮星。

我們要注意的是，雖然是隧穿效應使得太陽進行核聚變，但如果沒有引力促使太陽核心達到如此高的溫度和壓強，也是無法點燃太陽的。所以，引力一直充當著重要的角色。而引力和質量有關，但是核聚變其實一直在損失靜止質量，這部分丟失的質量以光和熱的形式輻射出去。

所以到了主序星時期要結束時，太陽會因為自身的引力減小，導致引力無法對抗核聚變產生的向外壓力，於是恆星外層就被推到遠方，這時候水星和金星軌道都在太陽的內部，而地球大概在太陽的大氣層附近，這時候太陽就進入了紅巨星的狀態。

之所以會這樣，還和輻射層有關，太陽主要是核心在核聚變，但是太陽外層也有很多氫，輻射層隔離了太陽的對流層和核心，因此外部的氫就沒辦法進入到太陽核心參加核聚變。所以才會發生上文說到的事情。

當太陽核心完全燒完了氫時，核心就會在引力的作用下急劇收縮，核心溫度也就急劇升高，直到差不多1億度，就會點燃氦的核聚變反應。當氦被點燃後，它會透過核聚變生成碳和氧，燒氦這個過程其實很快，大概也就是10億年左右的時間，這之後，太陽就會進入白矮星階段，等著慢慢得涼透。

這裡多補充說明一點，那就是太陽此時的自身引力導致的核心溫度是不足以支援碳和氧繼續核聚變反應的，不過宇宙中也確實存在一些天體可以一直支援各種元素的原子一步步核聚變直到鐵，甚至是超新星爆炸，生成中子和黑洞，這裡的區別在於恆星的質量，質量越大，恆星的壽命越短，越有可能成為中子星甚至黑洞，而恆星的質量越小，壽命就越長，就越有可能醉成稱為一顆白矮星甚至是黑矮星。

最後，我們來總結一下，太陽到了晚年確實會變成一顆紅巨星，這是因為太陽外部的氫由於輻射層的阻礙，無法進入核心，當太陽核心燒完氫只會，太陽的外層會被推出去，而核心在引力的作用開始收縮以至於點燃氦的核聚變反應，而此時的太陽就成為了一顆紅巨星。