辣條鍋

太陽中心的熱核聚變反應已經進行了約50億年之久，還有50億年的反應週期，這就是太陽能夠燃燒100億年的出處，也是太陽的壽命。

太陽是一顆黃矮星，黃矮星就是具有0.8到1.2倍太陽質量之間的恆星，在銀河系約佔3%（也有說佔10％左右）。恆星的壽命是以恆星質量大小來決定的，質量越大的恆星壽命越短，質量越小的恆星壽命越長，同等質量的恆星，壽命都差不多。

所有和太陽質量一樣的黃矮星壽命都在100億年左右，所以太陽壽命也在100億年左右。

科學家是如何知道恆星的壽命的呢？其中一個重要方法是通過球狀星團法得到的。

科學家們假設這個星團的所有恆星都是同時誕生的，開始恆星都很年輕，但過了若干年就不一樣了，有的就很老了，有的就很年輕。

就像我們觀察人類社會看到了老中青少各種階段的人，就知道大概人的壽命有多少，哪個階段的人是什麼樣子。恆星也是這樣，不同的恆星都有主序星階段，就是正常穩定燃燒的階段，但不同質量的主序星拐點的時間就完全不同，就是壽命不一樣。通過這種方法就知道了各種質量恆星的主序星拐點，黃矮星一般壽命就是100億年。

天文學家們持續不斷的觀測了宇宙數百年，對這些恆星的壽命就越來越能夠精確的掌握了。赫羅圖就是研究恆星關係的重要工具。

那麼人類是怎麼知道太陽現在的壽命呢？一個重要的方法就是放射性同位素法。

世界上的鈾元素（化學符號為U）有兩種同位素，U238和U235，它們的半衰期（放射性原子由於衰變使數目減少到一半所經過的時間）分別為7億年和45億年。我們通過測量地球和捕獲的天體隕石碎片裡這些元素的含量及比例，就可以得到太陽系天體的形成時間。

通過檢測，地球上的鈾礦主要成分為U238，佔比99.2739%，U235只佔0.7205%，根據二者的半衰期和現在的相對含量，推算出了地球的年齡約46億年，再根據恆星形成過程，恆星比行星形成的更早，因此這個時間是太陽的年齡下限。

我們知道了像太陽這樣的黃矮星壽命，又大體知道了太陽的年齡，所以就知道太陽還有約50億年的壽命。

太陽最終的宿命是變成一顆白矮星，然後熄滅。所有的黃矮星都是這種歸宿。

太陽的核聚變只是發生在太陽中心地帶的核反映區，每秒鐘都有6億噸的氫元素聚變為5.96億噸的氦，同時有400噸的氫轉化為能量以電磁輻射的方式釋放出來。

太陽的這種反應已經持續50億年了，還有50億年的壽命。並不是太陽的所有氫都燃燒完了，而只是中心核反映區的氫燃燒殆盡，輻射壓與引力平衡被打破，就導致了太陽的穩定期終結，太陽開始進入極不穩定的迴光返照期。

這時的太陽中心收縮，外圍膨脹。成為一個半徑擴大200~300倍的紅巨星，經過10萬年左右的不穩定期，外圍沒有燒完的氫和氦會漸漸消散到太空，形成新的分子云。其實這部分重歸宇宙的氫和氦佔太陽質量的絕大多數。

太陽內核會收縮為一個密度極大的白矮星，體積只有地球大小，上面的質量一個立方厘米達到10噸。

這就是太陽的歸宿。

司空通訊觀點，歡迎點評討論。

時空通訊

太陽的質量大約是2×10∧30千克，相當於33.3萬個地球，它的質量佔整個太陽系的99.86%。

圖：太陽與其他行星的比較

太陽的燃燒是通過核聚變反應釋放的能量，它每分鐘將6.2億噸的氫聚變成氦，這個過程大約損失0.7%的質量，約434萬噸質量。並釋放出約9.2億億噸TNT炸藥爆炸產生的能量，相當於18.4億個目前最大的氫彈同時爆炸。即使是這樣，在過去45.7億年裡，也只損失了100個地球的質量。

為什麼太陽的核聚變反應不在整個太陽中同時發生呢？

核聚變反應的啟動條件需要極高的壓力和溫度。太陽的表面溫度約為5800K，核心溫度為1360萬K，且核心的物質密度達到了每立方厘米150克，所以只有在太陽的核心才會發生核聚變。

圖：太陽結構

太陽的核心大約為半徑的1/5～1/4以內。太陽產生熱量的99%來自於24%的半徑以內，核聚變反應在半徑30%處幾乎就停止了。所以，核聚變反應功率隨著離核心的距離增大而減小。

在太陽核心處的核反應是一個動態平衡的過程，壓力增大，核反應速率加快，輻射壓就會抵消掉部分壓力，核反應的速率就會降低。核反應速率降低後，壓力就會增大……如此反覆，達到一個平衡狀態。

圖：紅巨星與太陽

即使是整個太陽的主序星階段也無法將全部的氫燃燒完。它只會將核心處的氫核聚變為氦。大約在50億年後，由於核心的氫已燃燒完，太陽會向內收縮，核心處的壓力增大，氦核的溫度上升，緊挨著氦核處的氫聚變反應的速率大大增加。產生大量的熱量，熱量迫使太陽膨脹，這時太陽變成了紅巨星。它的半徑將達到地球的軌道，很可能將地球吞噬。也有可能因為劇烈的太陽風的原因，會損失掉大約30%的質量，地球的軌道會向太陽系邊緣移動，即使是這樣，地球也會被烤乾並失去大部分的大氣。

圖：太陽的演化過程

太陽核心的溫度會持續增加，當溫度達到1億開時，就啟動了氦的核聚變。氦的核聚變會生成碳。當氦全部轉變成碳後，太陽就不再核聚變了。

在太陽的紅巨星階段，劇烈的熱脈動會導致外層的氣體逃逸，並形成行星狀星雲。這時就只剩下碳核心。這就是白矮星階段。白矮星會在以後的數十億年間慢慢冷卻，成為黑矮星，直到宇宙的末日。

地球上的生命是等不到太陽變成紅巨星這一天的。由於太陽的光度每過10億年會增加10%，地球在10億年後，地表水就會全部被蒸發，絕大部分生物會滅絕。所以，留給人類的時間只有幾億年了，在這之前，我們必須移居到離太陽較遠的火星之上，並在太陽成為紅巨星時，移居到更遠的木星的衛星處。再以後，就必須離開太陽系了，因為太陽會在紅巨星階段發生多次氦閃，每次釋放出的能量相當於主序星階段的1000億個太陽在那一瞬間釋放出的能量。

講科學堂

一堆柴火、一隻蠟燭都需要時間才能夠完全燃燒，雖然太陽發生的是核聚變燃燒，但也是需要時間的。

質量少的時候核聚變很快就會完全發生，但是太陽質量有1.989*10^30kg，是地球質量的33萬倍，佔整個太陽系質量的99.8%。如此巨大的質量，導致太陽核聚變並不能夠瞬間完成。而且太陽發生核聚變還是一種可控核聚變，速度雖然快，但是相對於太陽的質量而言還是顯得太小。

其實太陽發生核聚變的區域只限定於太陽的核心，因為只有太陽的核心才有足夠的壓力導致氫原子聚合，外圍的氫原子是無法發生聚變的。而太陽核心的核聚變速度和太陽對核心的壓力是相互匹配的，一旦核聚變速度變快，就會導致太陽向外膨脹的力大於引力，進而導致太陽核心膨脹和核心溫度變低，從而降低了核聚變速度。可是，一旦核聚變速度過低，就會出現引力大於大於膨脹的力，從而使太陽核心收縮，溫度升高，核反應速度增大。

據科學家估算，太陽現在每秒中約有6億多噸氫原子反應，其中約400萬噸的氫核質量轉變成了能量。而目前太陽質量中氦已經佔了1/4，剩下的3/4是氫，氫原子質量大概是1.49*10^30kg，其中核心的氫質量佔整個太陽的百分之6到9之間，所以這麼算太陽還可以繼續燃燒約50-70億年。

科學探秘頻道

理論上講，你用直徑500km的實心鉛球裹住一個沙皇炸彈，當炸彈爆炸之後，中心產生的能量會將周圍的鉛氣化並狠狠地推向四周，但是鉛球實在太厚了，只能夠在中心溶解掉一部分，能量慢慢向外散發，越到後面，溫度越低，最後，只有少部分熔融的鉛衝出來，形成噴射效應，然後就沒有然後了。

你就發飆了吧，那是鉛啊，不是氫。好吧，你把20枚沙皇炸彈下沉到馬裡亞納海溝，它們的四周可是充滿了海水的，海水的組成89%是水，是氫的氧化物，密度比太陽的平均密度高。H夠豐富了吧？美國在海底試驗了200多次熱核爆炸，到現在我們的太平洋還是冰冰涼，沒有連鎖反應啊？

太陽的結構大致是這樣子的，在形成的初期，氫分子慢慢匯聚，中心壓力和溫度提升到1500萬度左右，越往外，溫度越低，那時候，分子不能夠存在了，外層電子被剝離，形成了一個個單氫離子，壓力是幾百萬個標準大氣壓，離子之間的距離被大大壓縮，比如本來兩個離子的距離是北京到上海那麼長，慢慢被壓縮到北京到通州的距離，互相碰撞的幾率增加，中心開始發生了熱核爆炸，爆炸產生的光和熱迅速傳遞給外圍離子，體積瞬間增大，溫度又降低了，等到重新匯聚，反應才得以繼續，就這樣子，太陽內部不間斷地發生核爆，能量慢慢傳遞到外面，產生的光子在正常密度狀態下，可以毫不費勁地穿透等離子物質，扛不住太陽內層等離子是緊緊靠在一起的，光子+熱量在裡面要花費幾萬年才能夠衝出濃稠的等離子湯，抵達表面的時候，頂多就冒個泡而已，那就是日冕物質噴射，巨大的日冕拋射就是耀斑。

被剝離的電子被強大的引力束縛著，在太陽的表層亂竄，很難衝出太陽表面，電子流動產生的磁場又將電子柳扭曲成封閉的環，內部熱核反應釋放的電子，不斷補充到電子留，總有一些環耐不住寂寞，掙脫磁場，突然掙破，拋射到星際空間，形成太陽風暴，數以億噸的帶電粒子已接近光的速度向外飛出，掃過水星、金星、地球，要不是咱們的地球有個巨大的磁場屏蔽，這些帶電微粒直接就穿透我們的身體，把我們身體內的化學鍵衝得七零八落，化為灰燼。

（這就是電子閉環爆發，規模是幾千公里級別）

太陽核心就這樣慢慢消耗著氫離子，表面形成波動，也就是說，太陽的表面是起伏不定的，由於體積巨大，距離太遠，人類無法觀察到而已。

有些區域，暫時沒有能量溢出，顯得稍微黯淡，這就是太陽黑子，大小相當於月球面積，在太陽表面遊離。經過觀測，每隔11年，太陽黑子會形成一個峰值。也就是說，11年太陽才喘口氣啊！

（人們通過觀察太陽黑子，得知太陽是轉動的）

太陽的活動是一個動態平衡狀態，已經持續了50億年，總體質量損失也只不過10%，還可以逍遙自在45億年左右，等到幾乎所有的氫核（只有一個質子）被合成了氦核（兩個質子）後，太陽會有短暫壓縮，氦核開始聚合成更重的原子核，釋放出更大的能量，不過這樣的核聚變極不穩定，是間斷性的，俗稱氦閃，外層的離子濃湯也被推到更遠的地方，體積開始膨脹，表面溫度降低，形成紅巨星，這個時候，如果有人類還在地球上的話，每天你看到的日出是天空被太陽全部佔據……，光輻射將地球上的所有水分氣化，山川崩塌，這不是地球，是地獄。

經過幾億年的掙扎，氦核也用光了，太陽的末日就來臨了，在最後幾十萬年內，氦核就逐步合成了碳、氧、鈉、直到合成鐵，鐵核的出現，也只是幾秒鐘，整個太陽核心的核聚變戛然而止，內心扛不住了，迅速壓縮，外圍形成了又一次核聚變，這一次的聚變是災難性的，釋放的能量瞬間可以達到太陽前99億年釋放能量的總和，外圍物質根本扛不住啊，只能夠爆炸。爆炸的衝擊波將內核進一步壓縮，形成更為緻密的物質，原子核之間不是北京到通州的距離，而是摩肩接踵，密度極大。爆炸的衝擊波貫穿整個太陽，短時間內，合成了包括：銅、金、銀、鐳、鈾這樣的重金屬。向宇宙空間發散。我們佩戴的金戒指，就是上一代恆星在這幾秒內產生的。

太陽內核殘餘質量不算大，也就勉強形成白矮星，幽靈般在宇宙空間遊蕩，有些恆星內核大得多，就會形成更為緻密的中子星，直徑大概只有20km，當然，有小妖，就會有魔王，有的恆星內核超過太陽內核的20倍以上，中子星物質也扛不住了，直接無限制壓縮下去，形成黑洞，開始瘋狂吞噬能夠夠得到的一切物質，包括光線……

至此，太陽完成了蛻變，恆星的璀璨一生結束。

諸葛村姑

哈哈哈哈哈哈哈哈哈，我又開始無奈的笑了，笑的是那麼的悲傷。我就納悶了，怎麼會有那麼多的體育老師教物理，真物理老師哪去了？

首先，太陽的中心壓力很低，理論上最中心的質點壓力是零，溫度也不高，根本不可能發生什麼核聚變，有個論文甚至宣稱太陽的中心只有四千度（懷疑少印了一個k），裡面是液體的等離子。

很多人可能不理解，壓力不是越往中心就越高嗎？其實這是一個誤解。

如果我們距離太陽足夠遠，比如在海王星上看太陽，太陽就是一個點，為了計算的方便，就會用太陽的中心作為質心計算引力；如果你到了太陽的表面，事情就不那麼簡單了，因為大量的物質並不在太陽的中心，你的旁邊的前後左右都有，這個時候的引力就是一個矢量值，不僅僅有來自太陽中心的引力，也有來自旁邊的引力，左邊的引力會和右面的引力抵消；如果進入太陽內部，還會有上面的物質產生的引力，這個引力會和下面物質產生的引力抵消，換句話說，越深入到內部，抵消的就越厲害，引力就越小，如果到了質心，各個方向物質相等，其引力也互相抵消為零，這個質心可以理解為太陽的中心。

在壓力（引力）小於一定值後，就不會有核聚變產生，換句話說，太陽的核聚變只產生在太陽的次表面，那裡溫度最高，壓力最大。

明白這個道理，就明白了為什麼太陽會燃燒好多年，因為它是一層一層的燃燒，在燃燒這一層的時候，還有很多物質沒有參與。

觀上靈雲

換一個角度看，太陽是永恆不滅的。光以光速的速度運動，人都感覺不到它的撞擊力，所以說光的質量很小。因為光的質量很小，太陽每年向外輻射損失的質量可能相當於一塊小石頭。但太陽每年吸取的東西挺多的，比如隕石，或慧星殘片。獲取的質量遠大於損失的質量。所以說太陽是永恆不滅的！

朱國清496

太陽內部溫度1500萬度，壓力是多少？物質不會是固態？至少是超級密度狀態，也許比已知微觀夸克還小的表述，但有一點它很穩定，只有到達1萬度左右才發生核爆……

畫皮夢

太陽是更高能量級轉變，支撐這轉變的力，是空間的塌縮，空間坍塌不是瞬間完成，要與處在坍塌的空間中的物質相對，最後形成黑洞，所以，你看到太陽燃燒的過程就是空間與物質相互對質的過程，所以其時間與能量都是宇宙級的。

濟寧小苗

燃燒，這個詞就說明你不懂燃燒屬於化學，而太陽是核物理中的——聚變。當然聚變只在中心發生。為什麼持續怎麼長時間那就是恆星是巨大的，但太陽又是恆星裡中等身材的，恆星越大壽命越短

nt01

即使太陽上的氫全部燃燒完畢，也還會有其它熱核反應繼續發生，因此太陽還是可以繼續發射出它那巨大的光和熱來！

關鍵字: 矮星 太陽 生活