为什么太阳可以燃烧数百亿年，是什么神秘力量来维持它的燃烧？

太阳能够持续百亿年的核聚变反应主要是依靠“自身的引力”来维持的，而太阳最终会熄灭也是因为“自身的引力不足”导致的。那就是咋回事呢？

太阳的核聚变反应

这件事要从太阳的形成说起。话说在46亿年前，在太阳系附近有一片长达2光年的气态分子云，这片分子云原本处于引力的平衡态，后来由于细微的波动，导致引力失衡，最终引发了引力坍缩，分子云都往中心聚集，最终形成了太阳。

至于如今太阳系中的其他天体主要来自于太阳形成过程中的边角碎料。因此，在太阳系中，太阳是绝对的主宰，太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%，剩余的天体占据了0.14%的质量。

我们知道，根据万有引力定律，引力与质量成正比，与距离的成反比。由于太阳的质量巨大，因此，太阳的引力也非常大。

要知道仅仅是地球的引力就使得地球的地心温度达到了6000度左右，并且把地球地心位置的铁镍压成了一个月球大小的固态球体。正常来说，6000度左右，铁和镍应该是液态的，之所以能够成为固态，这主要是因为地球的引力对于地球内核的挤压导致的。

而太阳的质量达到了地球质量的33万倍，这个引力也就要远远大于地球的引力。因此，太阳对于内核的挤压是极其巨大的，这也使得太阳内核的温度急剧上升，可以达到1500万度左右。不过，照理说1500万度的温度是不足以引发氢原子核的核聚变反应。举个例子，氢弹也是氢原子核的核聚变反应，但是要引爆氢弹其实很难，因为这需要1亿度的温度，为了能够引爆氢弹，科学家用到的办法是先引爆一颗原子弹，原子弹可以提供氢弹反应的温度条件，当原子弹被引爆后，氢弹才会跟着引爆。

因此，太阳的核聚变反应和我们平时了解到的氢弹是不同的。在1500万度的温度下，太阳的内核其实呈现出的是有别于气、液、固这三态的等离子态。在这种状态下，原子内的电子由于获得了足够的能量，因此，不再受到原子核的束缚，又由于太阳主要是由氢原子构成。因此，太阳内核是类似于粒子粥的状态，其中这些粒子就包含了氢原子核（质子），电子，光子等等。

如果要促发氢原子核的核聚变反应，这就需要输入足够多的能量，这也是为什么需要在1亿度的反应条件下进行。照理说，没有外力的帮忙，太阳应该无法促发核聚变反应。而在微观世界中还存在着一种叫做量子隧穿效应的情况。这个量子隧穿效应是说，在微观世界中，即便是需要输入能量才能发生的事情，也是有一定概率发生的，只是概率极其低。

可是就像上文我们说到的那样，太阳足够大，因此，再低的概率到了太阳这里，也成了一件大概率事情了。因此，由于量子隧穿效应，太阳还是可以引发氢原子核的核聚变反应的，只是反应只能慢慢进行着，而不能像氢弹那样一下子炸开。

引力与核聚变产生的对外压力

当太阳核聚变反应启动时，这时候会向外释放能量，核聚变会产生对外的压力，同时太阳引力巨大，因此，核聚变反应产生的对外压力恰恰是和太阳的引力形成动态的平衡。

当对外压力占据主导时，太阳内核的温度就会降低，核反应就会变得没有那么剧烈，对外压力也就会降低，重新回到平衡态；

当引力占据主导时，由于引力的挤压，太阳内核的温度会升高，核反应就会变得剧烈，这时候对外压力就会升高，以此来对抗引力，重新回到平衡态。

因此，引力可以使得太阳的核反应慢慢地进行下去，而不是越来越快。这也是为什么太阳仅仅依靠氢核聚变反应就可以持续燃烧百亿年的原因。

不过，要知道太阳的核聚变反应其实在燃烧自己，在反应过程中，有一部分质量会以能量的形式释放出来，也就是说，随着太阳的核聚变反应的进行，太阳的质量是在逐渐减少的，这就使得太阳自身的引力也在减弱。引力的减弱会使得太阳控制核聚变反应的能力减弱，核聚变反应就会变得更加剧烈一下，太阳的辐射强度也就会升高，事实上，每隔10亿年，太阳的辐射强度都会上升到一个台阶，地球在20亿年后将会由于太阳辐射强度的提升而被移出宜居带。

当太阳的氢核聚变进行了100亿年后，太阳内核的氢也就会燃烧得差不多，这时候太阳内核在引力的作用下会向中心聚拢，这个过程会实现一次换挡，从原来燃烧氢，转变为燃烧氦，同样的也是引力和氦原子核反应产生的对外压力平衡。

太阳的氦核聚变也可以进行10-20亿年，再之后氦也会被烧完，这时候还会进行一次向内地挤压，但是这次引力不足以引发碳原子核和氧原子核的核聚变反应，于是，太阳的核反应就会逐渐停止，最后等着逐渐凉透，称为一颗白矮星。

所以，我们会发现，引力对于太阳能走多远起到了关键的作用，而引力又和质量有关，因此，天文学中有一句黑话：质量为王。在众多恒星中，质量越大，意味着能够进行的核反应种类就越多，甚至一些特大质量的恒星还会引发超新星爆炸，从而形成中子星或者黑洞。因此，质量也决定了恒星的命运。