太陽能夠持續(xù)百億年的核聚變反應(yīng)主要是依靠“自身的引力”來維持的，而太陽最終會(huì)熄滅也是因?yàn)椤白陨淼囊Σ蛔恪睂?dǎo)致的。那就是咋回事呢？

太陽的核聚變反應(yīng)

這件事要從太陽的形成說起。話說在46億年前，在太陽系附近有一片長(zhǎng)達(dá)2光年的氣態(tài)分子云，這片分子云原本處于引力的平衡態(tài)，后來由于細(xì)微的波動(dòng)，導(dǎo)致引力失衡，最終引發(fā)了引力坍縮，分子云都往中心聚集，最終形成了太陽。

至于如今太陽系中的其他天體主要來自于太陽形成過程中的邊角碎料。因此，在太陽系中，太陽是絕對(duì)的主宰，太陽的質(zhì)量占據(jù)了整個(gè)太陽系總質(zhì)量的99.86%，剩余的天體占據(jù)了0.14%的質(zhì)量。

我們知道，根據(jù)萬有引力定律，引力與質(zhì)量成正比，與距離的成反比。由于太陽的質(zhì)量巨大，因此，太陽的引力也非常大。

要知道僅僅是地球的引力就使得地球的地心溫度達(dá)到了6000度左右，并且把地球地心位置的鐵鎳壓成了一個(gè)月球大小的固態(tài)球體。正常來說，6000度左右，鐵和鎳應(yīng)該是液態(tài)的，之所以能夠成為固態(tài)，這主要是因?yàn)榈厍虻囊?duì)于地球內(nèi)核的擠壓導(dǎo)致的。

而太陽的質(zhì)量達(dá)到了地球質(zhì)量的33萬倍，這個(gè)引力也就要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球的引力。因此，太陽對(duì)于內(nèi)核的擠壓是極其巨大的，這也使得太陽內(nèi)核的溫度急劇上升，可以達(dá)到1500萬度左右。不過，照理說1500萬度的溫度是不足以引發(fā)氫原子核的核聚變反應(yīng)。舉個(gè)例子，氫彈也是氫原子核的核聚變反應(yīng)，但是要引爆氫彈其實(shí)很難，因?yàn)檫@需要1億度的溫度，為了能夠引爆氫彈，科學(xué)家用到的辦法是先引爆一顆原子彈，原子彈可以提供氫彈反應(yīng)的溫度條件，當(dāng)原子彈被引爆后，氫彈才會(huì)跟著引爆。

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因此，太陽的核聚變反應(yīng)和我們平時(shí)了解到的氫彈是不同的。在1500萬度的溫度下，太陽的內(nèi)核其實(shí)呈現(xiàn)出的是有別于氣、液、固這三態(tài)的等離子態(tài)。在這種狀態(tài)下，原子內(nèi)的電子由于獲得了足夠的能量，因此，不再受到原子核的束縛，又由于太陽主要是由氫原子構(gòu)成。因此，太陽內(nèi)核是類似于粒子粥的狀態(tài)，其中這些粒子就包含了氫原子核（質(zhì)子），電子，光子等等。

如果要促發(fā)氫原子核的核聚變反應(yīng)，這就需要輸入足夠多的能量，這也是為什么需要在1億度的反應(yīng)條件下進(jìn)行。照理說，沒有外力的幫忙，太陽應(yīng)該無法促發(fā)核聚變反應(yīng)。而在微觀世界中還存在著一種叫做量子隧穿效應(yīng)的情況。這個(gè)量子隧穿效應(yīng)是說，在微觀世界中，即便是需要輸入能量才能發(fā)生的事情，也是有一定概率發(fā)生的，只是概率極其低。

可是就像上文我們說到的那樣，太陽足夠大，因此，再低的概率到了太陽這里，也成了一件大概率事情了。因此，由于量子隧穿效應(yīng)，太陽還是可以引發(fā)氫原子核的核聚變反應(yīng)的，只是反應(yīng)只能慢慢進(jìn)行著，而不能像氫彈那樣一下子炸開。

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引力與核聚變產(chǎn)生的對(duì)外壓力

當(dāng)太陽核聚變反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)，這時(shí)候會(huì)向外釋放能量，核聚變會(huì)產(chǎn)生對(duì)外的壓力，同時(shí)太陽引力巨大，因此，核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的對(duì)外壓力恰恰是和太陽的引力形成動(dòng)態(tài)的平衡。

當(dāng)對(duì)外壓力占據(jù)主導(dǎo)時(shí)，太陽內(nèi)核的溫度就會(huì)降低，核反應(yīng)就會(huì)變得沒有那么劇烈，對(duì)外壓力也就會(huì)降低，重新回到平衡態(tài)；

當(dāng)引力占據(jù)主導(dǎo)時(shí)，由于引力的擠壓，太陽內(nèi)核的溫度會(huì)升高，核反應(yīng)就會(huì)變得劇烈，這時(shí)候?qū)ν鈮毫蜁?huì)升高，以此來對(duì)抗引力，重新回到平衡態(tài)。

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因此，引力可以使得太陽的核反應(yīng)慢慢地進(jìn)行下去，而不是越來越快。這也是為什么太陽僅僅依靠氫核聚變反應(yīng)就可以持續(xù)燃燒百億年的原因。

不過，要知道太陽的核聚變反應(yīng)其實(shí)在燃燒自己，在反應(yīng)過程中，有一部分質(zhì)量會(huì)以能量的形式釋放出來，也就是說，隨著太陽的核聚變反應(yīng)的進(jìn)行，太陽的質(zhì)量是在逐漸減少的，這就使得太陽自身的引力也在減弱。引力的減弱會(huì)使得太陽控制核聚變反應(yīng)的能力減弱，核聚變反應(yīng)就會(huì)變得更加劇烈一下，太陽的輻射強(qiáng)度也就會(huì)升高，事實(shí)上，每隔10億年，太陽的輻射強(qiáng)度都會(huì)上升到一個(gè)臺(tái)階，地球在20億年后將會(huì)由于太陽輻射強(qiáng)度的提升而被移出宜居帶。

當(dāng)太陽的氫核聚變進(jìn)行了100億年后，太陽內(nèi)核的氫也就會(huì)燃燒得差不多，這時(shí)候太陽內(nèi)核在引力的作用下會(huì)向中心聚攏，這個(gè)過程會(huì)實(shí)現(xiàn)一次換擋，從原來燃燒氫，轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵?，同樣的也是引力和氦原子核反?yīng)產(chǎn)生的對(duì)外壓力平衡。

太陽的氦核聚變也可以進(jìn)行10-20億年，再之后氦也會(huì)被燒完，這時(shí)候還會(huì)進(jìn)行一次向內(nèi)陸擠壓，但是這次引力不足以引發(fā)碳原子核和氧原子核的核聚變反應(yīng)，于是，太陽的核反應(yīng)就會(huì)逐漸停止，最后等著逐漸涼透，稱為一顆白矮星。

所以，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，引力對(duì)于太陽能走多遠(yuǎn)起到了關(guān)鍵的作用，而引力又和質(zhì)量有關(guān)，因此，天文學(xué)中有一句黑話：質(zhì)量為王。在眾多恒星中，質(zhì)量越大，意味著能夠進(jìn)行的核反應(yīng)種類就越多，甚至一些特大質(zhì)量的恒星還會(huì)引發(fā)超新星爆炸，從而形成中子星或者黑洞。因此，質(zhì)量也決定了恒星的命運(yùn)。