遥望太阳 珍爱地球

　　经历了漫长时光后，太阳逐渐接近生命的尽头。它的光芒开始增强，体积开始膨胀，表面逐渐接近原本距离太阳表面1.5亿公里的地球轨道，并将它吞没。这一幕并非杞人忧天，而是根据我们已知物理规律所得到的严谨科学结论——在未来某天，太阳会走到生命的尽头。届时，人类是不是该跑路，准备“流浪地球”了？不，现在就流浪，未免有点早。

　　太阳作为太阳系的中心天体，采用核聚变的方式向太空释放光和热。在此过程中，太阳将分子量为1的氢原子核，经过3步中间过程，聚变成分子量为4的氦原子核，其中损失的质量转化成了太阳发光发热的能量。

　　通过与太阳相同的核聚变原理，人类研发出氢弹，能够产生巨大爆炸威力，是一种不可控的核聚变装置。为了利用这种效率极高、清洁无污染的能量产生方式服务我们的生产生活，科学家们一直致力于可控核聚变装置的研究。遗憾的是，虽然各国投入大量资源开展研发，目前距离可控核聚变装置实用化，尚有很长一段距离。

　　而太阳已经稳定进行了约46亿年的可控核反应，持续不断地用光和热哺育整个太阳系。那么，控制太阳不变成一颗氢弹的力量来自哪里呢？

　　平衡使太阳没有成为氢弹

　　其实，控制太阳不变成一颗氢弹的力量，就是我们熟悉的重力。从感觉上，司空见惯的重力似乎很难与毁天灭地的核反应相匹敌。但量变会引起质变，聚合成质量相当于33万个地球的太阳组成物质，其所产生的重力，足以控制住核反应。可以说，重力与核反应之间的相互作用，主宰了太阳的生命印记。

　　太阳这样的恒星形成于原始星云，在自身重力作用下，组成原始星云的物质会不断聚集收缩，密度和压强不断增大。而在人类制造的核聚变装置中，要想像启动汽车发动机一样使核聚变开始，相当困难。因为在核聚变中，带正电荷的原子核间存在静电斥力，如同一座大山横亘在核聚变发生的道路上，必须先有足够的能量克服静电斥力，才能让发生聚变的原子核足够接近。

　　而太阳形成时，仅仅依靠重力的挤压就点燃了核聚变。由于物质本身压强产生的向外膨胀力，不足以抵御驱动物质向内收缩的重力，因而，星云中物质一边聚集一边向内收缩的过程可以不断持续下去；其中心的密度和压强持续增高，迫使氢原子核相互接近，进而触发了核聚变反应开始。同时，恒星中聚集的质量又决定了核反应的速率——恒星质量越大，中心会受到更大重力压迫，产生更高压强，使更多氢原子核相互接近，核反应速率也就更高。

　　当太阳逐步成为一颗成熟的恒星后，其核反应速率与恒星物质的重力达到了一种简洁又精巧的平衡。如果太阳从平衡态向外膨胀，中心受到的挤压减小，核反应速率会降低，产生的能量会减少，恒星中心的温度会降低。由此，恒星中心向外膨胀的力无法支撑恒星向中心收缩的重力，膨胀过程将无法持续。反过来说，如果太阳向中间收缩，将会使核反应加速，产生更大向外膨胀的力，收缩过程同样无法持续。总之，一旦步入壮年，太阳只能稳定在一个相对固定的个头上。

　　这种精巧的平衡并非太阳的专利，而是放之宇宙而皆准的基本原理。科学家们通过长期观测积累后发现，处于壮年的恒星几乎都处在这样一种稳定的状态中，被称之为“主序恒星”。对它们来说，质量较大的、平衡状态下的核反应速率要更高。

　　太阳的终结与地球的流浪

　　如同人有生老病死，上文所说的这种平衡也不能天长地久——太阳会在经历一系列膨胀、爆炸与脉动后，最终归于沉寂。

　　而在这一切开始之前，人类得想办法“跑路”，准备“流浪地球”了。由于太阳这个“大炉子”会随着时间增长越烧越旺，当炉中燃料燃尽时，应该将灰烬请出，再加入新燃料继续燃烧。然而，对太阳这样的恒星，没有外部的力量为它完成这个过程。核反应消耗氢，产生氦，都堆积在恒星内部。氦的分子数大于氢，因此恒星内部密度会随着恒星年龄的增加而增大，内部核反应速率也会逐渐增加。

　　研究计算表明，目前，太阳的核反应速率大概比太阳刚成为主序恒星时大30%，几十亿年后，不断加快的太阳核反应速率会使太阳辐射出的能量约为目前2倍。在如此剧烈的辐射照耀下，地球表面温度将达到上百摄氏度，海洋和湖泊中的液态水会被汽化。以我们目前的认知，包括人类在内的生物体是无法在这种环境下生存的——除非人们研发出了能够遮挡太阳剧烈辐射的装置。届时，太阳仍处于主序恒星状态。