太阳还有50亿年，杀死人类只要10亿年？科学家：自杀性结构是关键

太阳是一颗已经燃烧了50亿年的黄矮星，它确实还能继续发光发热50亿年，而且它在未来也确实会越热，根据太阳模型的预测，大约在十亿年后太阳辐射就会增加10%，估计到那时极度温室效应确实已经让地球生命和这个宇宙拜拜了！

太阳是怎么发光的？

早期科学家搞不清楚太阳为什么会发光，提出的发光理论也五花八门，最有去的肯定要数是烧煤的了，有点科学思维的是小行星撞击和引力坍缩势能，但很明显也是错的！

随着在微观特别是原子领域的发现，1920年爱丁顿提出太阳可能从轻核聚变的过程中获得能量，刚好伽莫夫则在十年后完成了质子在突破库伦障壁的量子力学公式，完成了最关键的一步，而美国人汉斯贝特则解决了恒星的质子链反应和碳氮氧循环产生能量的完整过程。

质子反应链

太阳发光的问题解决了，它从氢原子核聚变中产生的质量亏损中获得巨大的能量，在质子链反应过程中，从氢到氦，大约会有0.77%的质量损失，似乎不多？太阳内核每秒都有650亿吨的氢元素发生聚变，产生超过400万吨的质量亏损，每秒释放出超过10^26J的能量，这个数字可怕吗？这就是恒星级能量的释放规模，相当于每秒发生4.12亿颗沙皇炸弹爆炸！

为什么太阳会越来越热？

首先我们得来下太阳为什么能烧那么久，前文说了伽莫夫搞定了质子在突破库伦障壁的量子力学公式，这是因为科学家们遇到障碍了，他们发现按太阳的质量和引力坍缩产生的温度，不足以让质子（氢原子核）核聚变，这下尴尬了，太阳好好的在发光，而科学却算出来太阳应该没法发光！

量子隧穿效应

伽莫夫解决了这个问题，质子在太阳内核就有十亿分之一的概率穿透融合在一起，从而让氢同位素氕变成氘，此后质子反应链就会顺畅很多，所以太阳的寿命就取决于氘的生产速度，太阳的内核温度大约1380万K，这个温度下这种慢慢生产燃料的方式能够保证太阳燃烧100亿年！

太阳的结构会让它的燃烧逐渐剧烈

恒星有几种典型的结构，红矮星是全对流型结构，即整颗恒星的元素都会在对流作用下参与燃烧，中心燃烧后的“废物”氦不会堆积，整个过程中燃烧速度都差不多，最后会逐渐耗尽燃料而熄灭，但因燃烧慢，燃料利用彻底，红矮星的寿命长到令人发指，高达数千亿到上万亿年！

而太阳在内核外有一个辐射层，再到外部才是对流层，这种恒星有一个问题，除了内核外，其他区域的氢元素无法对流到中心燃烧，中心氢元素燃烧后的渣渣也只能一直堆积在内核，这就引发了如下故事！

中心氦元素堆积，发展到简并态

内核的氦元素堆积，会引发两个问题，第一个是在引力坍缩下会导致逐渐坍缩（暂时氦元素不会燃烧，没有辐射压支持会略微坍缩），第二个则是引力坍缩能会让核心的温度持续升高！

壳层氢元素参与燃烧

此时坍缩后留下的空间会有壳层氢元素填充，也就是辐射层的氢进入到内核部位燃烧，因为温度增加，所以此时氘燃料生产速度增加，核心聚变速度增加，最终的表现就是太阳光辐射略微有些增加，在主序星前阶段这个作用并不明显，但在后半程，这个增加速度会逐渐加快，直接表现就是十亿年后太阳辐射将增加10%！它会导致太阳内核辐射压增加，太阳直径略微有些膨胀，但初期并不太明显。

10%看上去并不多，但足以让地球的温室效应进入不可逆的恶性循环，未来金星化将成为一个趋势，同时伴随辐射能增加的还有太阳风，这个对大气的剥离作用也会相应增强，尽管可能还不会造成严重后果，但这些作用将会使地球环境恶化，未来岌岌可危！但太阳不会这样温柔的增加辐射，它还有后招！

氦闪

内核堆积的氦元素会在某个时间达到聚变条件，在极短的时间里，这些氦就烧完了，它释放的能量极大，但还不足以炸散太阳，因此表现的方式会以剧烈的太阳活动向宇宙空间释放能量，除了突然增强的光度以外，还有大量太阳高能物质被抛向宇宙空间，而因太阳的自转则会让这些物质向黄道面方向释放的比例会比较高！

一次超强耀斑就能摧毁地球所有卫星和地面通讯设施以及电网（光通讯不受影响），而氦闪比超强耀斑强亿万倍，连地球大气层都可能被摧毁，所以《流浪地球》中因为氦闪而逃离太阳系是可以理解的！

氦闪后中心氦元素累积会进入一个新的循环，而更高的温度更剧烈的燃烧产生的辐射压，会让太阳极度膨胀，这就是太阳红巨星的产生原因，第一次氦闪后，未来氦闪会频繁发生，太阳也会越来越大，慢慢将吞噬水星，金星可能也难幸免，不过地球可能会逃脱被吞噬，但高温会将地球烤化！

太阳这种自杀性结构是黄矮星的通病，红矮星不存在氦闪，天狼星这样的蓝矮星也不会！不过第一次氦闪不会那么快发生，大约会在太阳脱离主序星阶段12.5亿年发生，现在还早，至少还有数十亿年！