太阳为什么能持续燃烧几十亿年？太阳100亿年的寿命是怎么来的？

太阳为什么能持续燃烧几十亿年？为什么说太阳的寿命长达100亿年？科学家又是怎么知道这些的呢？很多朋友对此很困惑，总不能说是科学家猜的吧！今天咱们一起来扒一扒太阳的“家底”，揭开心中困惑已久的谜团吧！

太阳

科学家告诉我们，太阳至今已经存在了46亿年了。科学家又是怎么知道的？虽然我们无法亲眼目睹太阳诞生的那一时刻，但幸运的是我们还是找到了太阳系诞生的“见证者”。它们就是游荡在火星和木星轨道之间数以百万计的小行星。我们把那里称为小行星带。

包含了太阳系起源信息的球粒陨石

有时候，小行星带中的一些小行星因为某些原因坠落到了地球上，变成了我们所熟知的陨石。很多陨石在太阳系形成之初就已经形成，而且到现在还基本上保留着诞生时候的模样。科学家对这些来自小行星带的陨石进行放射性同位素测年结果发现，它们的年龄都指向了45.72亿年。因此，45.72亿年就成了太阳系的形成时间。从那个时候到现在，太阳不就已经燃烧了45.72亿年了么！
那么问题来了！为什么太阳燃烧了这么久还没有熄灭呢？这主要归功于太阳内部发生的核聚变反应和太阳巨大的质量。

太阳内部结构

首先，太阳每秒钟能释放出多少能量？太阳的核心温度高达1500万℃，压强相当于地球大气压的2600亿倍。在这种极端环境下，氢原子核会克服静电斥力而发生碰撞，通过质子-质子的链反应聚变成氦原子核。在这个过程中，有大约0.7% 的质量损失掉了。根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，损失的质量转化为了惊人的能量。
在太阳的内核，每秒钟有约6亿吨的氢聚变成了4.96亿吨的氦，损失掉了大约400万吨的质量，并释放了3.828×10^26焦耳的能量。太阳每秒钟释放的能量就是太阳的光度。太阳1秒钟释放的能量相当于大约915亿颗百万吨级氢弹爆炸释放的能量总和，足以满足全人类64年的能源需求！毫无疑问，太阳每秒钟释放出的能量是十分惊人的。

太阳内部的核聚变

从太阳诞生至今长达46亿年的时间里，太阳因核聚变已经损失掉了大约100个地球的质量。但是太阳巨大的质量为自身的核聚变提供了充足的原料储备。它足以支撑太阳持续稳定地燃烧100亿年。
其次，太阳的质量究竟有多大？科学家告诉我们，太阳的质量约为2×10^30千克。太阳的质量约为地球的33万倍。你是不是很好奇呢？天上的太阳离我们那么远，看得见摸不着，科学家是怎么知道太阳质量的呢？

太阳与八大行星比较

要想给太阳称重就要用到一杆特殊的“秤”。它是牛顿万有引力定律：任何两个质点都存在通过其连线方向上的相互吸引的力。该力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。于是科学家利用万有引力定律造了一杆可以给宇宙碳体称重的“秤”。就是下面这个公式：
M=4π²R³/GT²
这里的G是万有引力常数，T是地球公转周期，π是圆周率，R是地球公转轨道半径，也就是地球到太阳的平均距离。对于我们来说，这些数据是很容易查到的，直接代入公式就能计算出太阳的质量。感兴趣的朋友可以自己尝试计算一下哦！

金星凌日

可是问题又来了，太阳离我们究竟有多远？日地平均距离1.496亿公里又是怎么测量出来的？其实科学家最初使用的方法很简单，就是利用三角视差法测出了日地平均距离。然而，这种方法说起来简单，做起来可就难多了！因为想利用三角视差法测量日地距离就要观测金星凌日。但金星凌日可不是那么容易就遇到的。
1716年，当已经60岁的英国天文学家埃德蒙哈雷提出利用金星凌日测量日地距离的方法时，离下次金星凌日发生的时间还有45年！老哈雷是等不到这一天了。于是后来的科学家利用1761年和1769年的两次金星凌日计算出了太阳离我们有1.52~1.54亿公里。

利用金星凌日测定日地距离

显然这个结果和我们现在使用的1.496亿公里还存在着一定的差距。直到上个世纪60年代，大功率雷达的出现才帮我们得到了更加精确的日地距离数据。
为什么说太阳的寿命长达100亿年？100亿年是怎么来的呢？现在我们知道了太阳的质量，又知道了太阳核心处每秒钟有6亿吨氢参与了核聚变，是不是两者一除就算出太阳寿命了呢？结果为1000亿年！

100亿年后的太阳

怎么不是100亿年呢？原来，我们忽略了一个问题。那就是只有太阳核心处的氢元素才会发生核聚变反应的。这一部分氢只占太阳总质量的10%。因此，我们将太阳的总质量乘以10%后再除以每秒钟消耗的氢元素质量，就得出太阳的寿命为100亿年。
为什么太阳能持续燃烧几十亿年？太阳100亿年的寿命是怎么来的？现在你明白了吗？