太陽燒了50億年，為啥一直燒不完，燒完了會咋樣

這是許多人一直迷惑的一個問題。很早之前，科學家們也迷惑，因為根據太陽質量和光譜分析，即便太陽全部是由煤炭組成，是一個大煤球，這樣源源不斷的輻射強度，也只能燒5000年。

後來科學家赫姆霍茲和開爾文提出了一個理論，認為太陽能量來源是由於引力收縮，引力勢能轉化內能，繼而轉化為輻射能。但透過計算，這種方式的能量來源，太陽也只能維持3000萬年左右。

但太陽的存在不可能只有3000萬年，因為地球上的恐龍也活了幾億年。那麼太陽到底是在燒什麼呢？一直到愛因斯坦發現了顛覆人類思維的質能方程，科學界才總算弄明白了，原來是質能轉換得到的能量，只有這種能量，才能夠巨大而持久。

要說清這個問題，首先要說下恆星是什麼

恆星是宇宙中的主要天體，在宇宙可見物質中，恆星佔據了90？上的質量。恆星都是起源於一坨巨大的分子氣體雲，也叫星雲或宇宙塵埃。星雲在自身引力作用下，逐漸收縮，越收越緊，最終收縮成一個巨大的球體。

收縮導致高壓和高溫，當核心溫度達到800萬度時，氫核聚變就發生了。核聚變釋放出巨大能量，輻射到太空，恆星就發出了光和熱，以一個巨大的等離子球體而存在。

恆星的組成元素主要是氫和氦，而且氫的質量佔據了75？右，其餘基本都是氦。如果這顆恆星是在超新星大爆發後的塵埃中形成，組成的元素就有約1？右的其他重元素。太陽是太陽系唯一的一顆恆星，是一顆在超新星大爆發後的星雲中誕生。

太陽核聚變

太陽核心的核聚變是在1500萬度高溫和3000億個大氣壓條件下形成的，在這樣的高溫高壓下，氫原子的核外電子被剝離了，露出光禿禿的原子核，核與核之間擠壓碰撞，就不斷融合在一起，發生著4個氫原子聚合成一個氦原子的聚變。

在氫核聚變過程中，會有約0。7？質量虧損。經科學測算，像太陽這麼大質量的恆星，每秒鐘約有6億噸氫聚變為5。958億噸的氦，其中約有420萬噸質量轉化為能量，這些能量以電磁輻射的方式，從核心透過輻射和對流，不斷傳播到太陽表面，源源不斷地輻射到太空。

太陽核聚變的能量有多大？

根據愛因斯坦質能方程E=MC^2計算，太陽每秒輻射的能量達到3。78*10^26J（焦耳），相當3240萬億億度電，或1351。8萬億顆廣島原子彈同時爆炸的威力。地球在太空中可承接這些能量的22億分之一，就是每秒接收到1。72*10^17J的能量，約相當477億度電，1000萬座三峽大壩持續不斷的發電總量，每秒鐘爆炸3159顆廣島原子彈的威力。

太陽一生要燒掉多少燃料

據科學測算，太陽的年齡已經有50億歲了，其壽命約有100億年，就是還有50億年的燃燒，許多人有疑問：這要燒多少燃料啊，怎麼就總也燒不完呢？

好，我們來測算一下：

太陽的總質量約2*10^30kg（千克），也就是2000億億億噸。太陽每秒鐘要損失420萬噸的質量，一年325。25天（天文計量通用的儒略年），也就是31557600秒，這樣一年就要減少約1。33*10^14噸的質量（133萬億噸），100億年就減少了約1。33*10^24噸（1。33億億億噸）。

這個數字看起來很龐大，但相比太陽質量只佔約0。 000665，也就是約萬分之七。我們想想，如果有人偷吃了你的盒飯，只佔盒飯質量的萬分之七，你能夠發現嗎？不要說萬分之七，就是千分之一恐怕也很難發現吧。

那麼，在這100億年有多少氫轉化為氦呢？

我們首先計算一下太陽中氫佔有的質量：75？*10^30kg）=1。5*10^30kg。太陽每秒鐘有6億噸氫轉化為氦，100億年就燒掉（轉化）氫約1。9*10^29kg，約佔太陽整個氫質量的0。 127，也就是十分之一多點。

這就是說，太陽的氫還有約90？然存在著，而且，即便是燒掉的氫，絕大部分並沒有損失掉，而是轉化為氦了，太陽的質量損失幾乎可以忽略不計。

這就是太陽燃燒了幾十億年，而且還要燃燒幾十億年，總也燒不完的原因。那麼有人要問了，既然太陽燃料還充足得很，為啥又會死去呢？

既然太陽燃料充足，為啥會壽終正寢？

其實這個問題回答起來也很簡單，就像一個人到了老年，身上的骨肉還在也終歸要死去一樣，這是因為其身體整個構架壞了，某關鍵部分不能運行了。

太陽也是這樣，其氫的燃燒只是在核心部分，這個區域不到太陽半徑的1/5~1/4，燒完了這個區域的氫，或者說燒到一定程度，這個區域的燃料供不上，核聚變就會熄滅。這樣，原來依靠核聚變巨大輻射壓支撐著的太陽質量向心壓力，就沒有了支撐來源，巨大的向心收縮壓導致外圍質量向核心急速坍縮。

這時的太陽就有點像洩了氣的皮球，只能苟延殘喘了。

但在這最後時光，太陽並不甘心就默默死去，它也像人之將死的迴光返照，會拼盡全力釋放出巨大能量，這個能量就是不斷升級的更重元素核聚變。

太陽演化後期的 “迴光返照”

太陽這種質量恆星，在主序星階段，也就是穩定燃燒100億年的階段，只能夠產生氫核聚變，無法激發氦核聚變，因為氦核聚變需要更高的溫度和壓力。太陽演化後期，當太陽核心氫燃料告罄，不足以支撐氫核聚變時，太陽巨大向心坍縮會形成巨大的壓力和極高的溫度。

這個溫度達到1億度以上，這樣氦核聚變就發生了。但氦核聚變不是像氫核聚變這麼溫和緩慢燃燒，而是以氦閃的方式很快完成聚變，這時的溫度會突然上升到2億度，這樣，巨大輻射就催動整個太陽膨脹起來，體積半徑膨脹到原來的200~300倍，這就是太陽的紅巨星階段。

氦核聚變後，又會重演氫核聚變結束後的收縮和激發，這樣比氫重的核聚變就一級一級往上攀升。太陽這樣的恆星最終的核聚變到生成碳，也就是元素週期表中的第六序號的元素。碳燃燒需要10億度高溫，像太陽這樣的恆星再怎麼壓也壓不出10億度，因此核聚變就不得不最終停止下來。

太陽的歸宿

這時的太陽引力，早已拉不住膨脹紅巨星的外圍物質，這些物質飄散在太空，就形成了新的星雲，等待著新的聚集和恆星誕生。而核心部分，在高壓下就留下了一個約太陽0。6倍的碳核，這個碳核約地球大小。要知道原來的太陽體積是地球的130萬倍，現在縮小到了地球大小，且還有太陽至少60？質量，因此其物質密度極高，達到每立方厘米約1~10噸。