燃烧46亿年不熄灭，太阳到底用什么当燃料？

每天起床迎接我们的永远都是那一缕温暖的阳光，地球上38亿年的生命史，从本质上来说都要得益于太阳的“无私奉献”，太阳系内几乎所有的天体能量主要来源都是太阳辐射能。按照太阳的质量，这类恒星寿命至少是100亿年，目前太阳已经燃烧46亿年之久，差不多是“刚入中年”，未来还会继续燃烧50亿年。

在化学课上我们学习到了，燃烧是化学反应能量释放过程，主要有三要素“可燃物、氧气、着火点”，但是对熊熊燃烧的太阳来说，好像并非如此，一个物质燃烧46亿年之久这也是非常夸张并且不现实的。

太阳到底用什么当燃料？

恒星是宇宙中非常核心的一类天体，它们形成于原始星云，太阳就是其中之一，而太阳是太阳系的核心，质量占据了整个太阳系的99.86%左右，其余的就是八大行星以及矮行星、小行星、各种彗星天体碎片等。太阳既不是像地球、火星等一样的岩质天体，它也不是像木星、土星一样的气态天体，太阳是由磁场交织着热等离子体构成的一个理想球体，体积大约是地球的130万倍。

太阳主要是由75%的氢以及接近25%的氦，再加上总含量不足2%的氧、碳、铁等重元素构成。

如果硬要说太阳的燃料是什么？氢应该是最佳答案，虽然太阳的发光发热像一个大火球，但这个火球并非真正意义上的燃烧，太阳的发光发热是因为其内部在进行核聚变反应，严格意义上来讲这个过程并不是化学反应，而是发生在原子核内。

整个过程就是氢核在太阳内核处游离，在高温高压的环境下，它们快速移动在相互碰撞的过程中发生融合，最后生成氦。在这样的反应过程中有质量的损失，按照爱因斯坦的质能方程，这些损失的质量最终都会变成能量，以光和热的形式向外传播。

太阳内核处进行的反应是人类目前追求的最理想能量利用形式，被称为可控核聚变，只不过目前人类只掌握了瞬间引发核聚变的能力，应用就是“氢弹”。

既然是核聚变，为何不像氢弹一样瞬间爆炸？

太阳内部进行的是核聚变反应而不是普通的燃烧，大约每秒钟会有6亿吨氢进行核聚变反应，最终生成5.95亿吨氦，整个过程中会有500万吨的质量损失，会按照爱因斯坦质能方程转化为能量。

虽然太阳进行的是核聚变反应但是并不会像氢弹一样爆炸瞬间完成能量释放过程。主要有以下两个主要原因：

01、太阳很大“燃料很多”

如果我们把太阳这个大火球看成是燃烧，那至少它的燃料是十分充足的，毕竟太阳的质量占据了整个太阳系的99%以上，和人类制造的氢弹相比较完全是天壤之别。即使核聚变的反应速率再快，当原料充足，那么整个核聚变也不会瞬间完成，而是持续性的。

02、核聚变反应条件较高，并非一蹴而就

目前很多国家都在进行着“人造太阳”项目，简单来说就是可控核聚变技术的验证与实现，如果真的成功，那么人类未来依赖能量的形式将更加高效话，尤其是太空探索可能会迈上一大台阶，人类进入太空甚至登上其它天体不再是梦。

但是要想掌控住核聚变这头脱缰的野马并非易事，太阳之所以能够完成，完全得益于它自身得天独厚的条件。

太阳在其自身的引力塌陷作用下，在其核心处（大约是其中心到0.2个半径处）形成高温高压的极端环境，在高压下密度至少可以达到水的150倍以上，温度至少达到1500万摄氏度以上，这要比太阳表面的5000-6000摄氏度高得多。

高温让氢核移动速度变快，高压让氢核之间距离更近，两个条件让核聚变更容易发生。

太阳自身的引力塌陷以及内核处的核聚变反应实际上就是一个相互平衡的过程，当引力塌陷占据上风给一个向内地力，那么太阳内核处发生的核聚变反应就会更加剧烈，这会产生一个更大向外地力来抵抗太阳的引力塌陷，这个结果就是降低太阳内核处的核聚变反应速率。

因此说好整个过程就像是一个压弹簧一样，处在一个动态的平衡过程，因此说太阳的核聚变并不就像氢弹一样瞬间爆炸。

太阳衰落之后，人类面临着什么？

当然，即使太阳很大“燃料”很多，也最终有“熄灭”的那一天，当太阳走向生命的终点，地球怎么办？人类会面临着怎样的结局？地球生物没有永生，而看似能永久存在的自然天体实际上也有走向生命末年的那一天。太阳就是如此，看它此时发光发热，但是再经过50亿年，太阳将走向终点，最终经过成红巨星时代抛掉多余的物质，变成一颗不是很活跃的白矮星。

在此之前地球要面临两个变故：

首先太阳在核聚变的过程中会不断在其内核处积累氦，氦核的聚变过程难度要更大，但是随着氦含量的增加，达到某个临界点太阳内核就会发生猛烈的核聚变反应，能量会瞬间向外释放，科学家推测，如果这种变故真的发生，那么太阳释放出的能量会一次性摧毁距离自己较近的四颗岩石行星，同时把四个远日行星推离以前的轨道。

其次是太阳进入红巨星时代，它的外边缘会快速膨胀扩张，天文学家推测最终太阳的外边缘位置会达到火星轨道，这意味着地球即使逃过太阳的氦闪冲击，最终也会被太阳吞进肚子，人类的结局也就不用再说了。

当然，目前我们担忧太阳的未来或许尚早，毕竟人类文明才数百万年，能走到哪一步还没有定论。此前在地球上统治1.6亿年之久的恐龙都整体灭绝了，还有50亿年的时间，对于人类文明来说或许太过于漫长。

目前摆在我们面前的棘手难题是地球气候环境的变化，导致越来越多极端天气的出现，最终或许会引发物种灭绝事件，而太阳给我们的时间还是非常充足的。

文/科学黑洞，图片来源网络侵删。