魅力科学|太阳每小时会“烧”掉144亿吨物质，为何在未来还会越来越大？太阳就像一个熊熊

太阳就像一个熊熊燃烧的大火球，每时每刻都在向外释放出光和热，其中的极小一部分（大约22亿分之1）传递到了地球上，地球也因此而变得温暖和舒适。

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太阳每秒钟释放出的能量大约为3.8x10^26焦耳，根据爱因斯坦的质能方程E=MC^2 ，我们就可以计算出太阳每秒钟会损失大约400万吨的质量，假如将计时单位换成小时的话，我们就可以得到一个令人吃惊的结论，即太阳每小时会“烧”掉144亿吨的物质。那么太阳在未来会不会变得越来越小呢？
【魅力科学|太阳每小时会“烧”掉144亿吨物质，为何在未来还会越来越大？】一般来讲，既然太阳在不断地损失物质，那么太阳在未来应该会越来越小才对，但科学家却告诉我们，实际情况却恰恰相反，在未来的日子里太阳的体积将会持续增大，在大约50亿年以后，太阳还会变身为一颗巨大的“红巨星” ，其表面甚至会膨胀到地球轨道附近。

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太阳每小时会“烧”掉144亿吨物质，为何在未来还会越来越大？
首先要说的是，太阳的质量大约有2千亿亿亿吨（2x10^27吨），由此可见，与太阳本身的质量相比， 144亿吨根本就不算什么，按照每小时“烧”掉144亿吨的速度，即使在50亿年以后，太阳因此而损失的质量也不过占其总质量的万分之3左右，对太阳的影响可以说是微乎其微。那么为什么太阳在未来还会越来越大呢？这需要从太阳的内部机制来解释。

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从本质来看，宇宙中所有的星球都是大量的物质在引力作用下凝聚而成，太阳当然也不例外，由于太阳的质量很大，其星体就会因为自身的重力而不断地坍塌，越往内部的物质，其压缩程度就越高，物质密度也就越大。
随着坍塌过程的持续，太阳的核心区域的物质密度就越来越大，同时温度也越来越高，当达到一个临界值的时候，太阳核心的氢核聚变就被点燃了，这就是太阳的光和热的能量来源。
核聚变释放的能量是相当巨大的，在太阳核心的核聚变启动之后，其释放的能量就会汹涌而出，进而在太阳内部产生一个向外的压力，我们可以将其称为辐射压，它可以有效地阻止太阳的坍塌。

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当太阳核心的核反应较弱的时候，重力就会占上风，这时太阳的体积就会因为重力而缩小，而体积缩小了，太阳核心的物质密度和温度就会进一步增加，所以核反应就会趋向于更加剧烈，从而使辐射压大幅增强，于是辐射压就占了上风。
在这种情况下，太阳的体积就会膨胀，而在膨胀之后，其核心的物质密度和温度就会降低，这又会使核反应变弱，于是重力又会重新占到上风……

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也就是说，太阳的自身重力能让太阳的体积持续收缩，而太阳内部的辐射压则能让太阳的体积膨胀，所以我们可以认为，太阳的体积大小取决于这两种力量的平衡状态。那么这两种力量会一直保持现在这种平衡状态吗？答案当然是否定的，因为太阳的“核燃料”终归是会被“烧”完的，所以重力将会是笑到最后的一方。
但在这个过程中的很长一段时间里，太阳内部辐射压却会逐渐加强，从而让太阳越来越大，为什么这么说呢？
氢核聚变的最终产物是氦，而太阳核心的温度以及物质密度是不足以点燃氦核聚变的，因此这些氦就会在太阳核心不断聚集，这就会造成太阳核心壳层向外扩张，从而使氢的聚变区域越变越大。
聚变区域变大了，同等条件下的参与核聚变的氢就会更多，而太阳的重力却几乎一直不变，所以太阳的辐射压就会逐渐增强，并导致太阳在未来越来越大。事实上，在这种机制的作用下，太阳从诞生以来就一直在变亮，相应的其体积也在不断地增大。

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由于太阳内部的辐射压非常强劲，以至于太阳外层的氢根本就无法进入太阳的核心区域，因此现在的太阳其实只有核心的一小部分区域在“燃烧” ，其半径只有太阳半径的4分之1左右。
在大约50亿年后，太阳核心的氢就会被消耗殆尽，在这种情况下，太阳就会因为内部失压而急剧坍塌，从而使其核心形成一个温度和物质密度更高的环境，这就会使太阳外层的氢在太阳核心外围发生剧烈的核聚变反应，从而集中释放出巨大的能量。
这种现象被称为“氢壳层核聚变” ，在此之后，太阳内部的辐射压将会急剧增长，以至于其自身重力根本就无法与之抗衡，于是太阳就会像“吹气球”一样迅速膨胀，从此演化成一颗“红巨星” 。分页标题

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与此同时，因为太阳的核心依然没有辐射压，所以它还会继续坍塌，其温度和物质密度会进一步增加，当达到一个临界值的时候，太阳核心的氦核聚变就会被点燃，并在极短的时间释放出比之前的氢核聚变高出上亿倍的能量（单位时间内），这就是大名鼎鼎的“氦闪”了。
简单总结一下，虽然太阳每小时会“烧”掉144亿吨的物质，但是这种质量损失对太阳来说是极为微小的，而太阳之所以在未来不会越来越小，而会越来越大，其实是因为受到太阳内部的辐射压的影响。值得一提的是，当上述的一切结束之后，太阳会演化成一颗致密的白矮星，届时它的体积将会和地球差不多大。
好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`
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