看過《流浪地球》的人應(yīng)該都不會(huì)對(duì)“氦閃”感到陌生，相信不少人都會(huì)將其想象成“氦閃過后，地球寸草不生”，或者是“氦閃會(huì)讓太陽急劇膨脹，進(jìn)而吞噬地球”。那么問題就來了，在真實(shí)的宇宙中，地球在未來真的會(huì)毀于太陽的氦閃嗎？要回答這個(gè)問題，我們需要先來了解一下氦閃是怎么回事。

太陽的內(nèi)部一直存在著兩種力量的較量，其中的一方是太陽自身的重力，其方向是由外而內(nèi)，另一方則是太陽核心反應(yīng)區(qū)的核聚變所產(chǎn)生的“輻射壓”，其方向是由內(nèi)而外，現(xiàn)在的太陽之所以能夠處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，其實(shí)是這兩種力量達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)的平衡。

具體表現(xiàn)為，如果“輻射壓”略占上風(fēng)，太陽就會(huì)出現(xiàn)膨脹，其核心反應(yīng)區(qū)的溫度也會(huì)隨之降低，而核聚變的反應(yīng)速率與溫度密切相關(guān)，溫度降低了，反應(yīng)速率也就會(huì)下降，所以“輻射壓”就會(huì)降低。

在此之后，重力就會(huì)略占上風(fēng)，太陽就會(huì)收縮，其核心反應(yīng)區(qū)的溫度也就隨之升高，溫度升高后，核聚變的反應(yīng)速率就會(huì)提升，于是“輻射壓”又會(huì)略占上風(fēng)……

然而太陽并不能一直維持這樣的穩(wěn)定狀態(tài)，畢竟太陽的“核燃料”并不是無限的。實(shí)際上，太陽的“核燃料”其實(shí)就是氫，而太陽釋放出的光和熱，其實(shí)就是在氫聚變成氦的過程中產(chǎn)生的。

需要知道的是，太陽的溫度是從外到內(nèi)逐漸遞增的，只有在太陽的核心反應(yīng)區(qū)才存在點(diǎn)燃?xì)浜司圩兊臈l件，而由于“輻射壓”的存在，太陽外層的物質(zhì)并不能進(jìn)入太陽的核心反應(yīng)區(qū)，因此太陽在主序星階段只能消耗其核心反應(yīng)區(qū)的氫。

當(dāng)該區(qū)域的氫消耗殆盡之后，太陽的主序星階段也就終止了，此時(shí)太陽的核心區(qū)域幾乎全部都是氦，為方便描述，我們不妨將其稱為“氦核”，由于此時(shí)“氦核”的溫度還不足以點(diǎn)燃氦的核聚變，因此太陽內(nèi)部就失去了對(duì)抗重力的“輻射壓”，于是太陽就會(huì)不斷收縮。

太陽的收縮，就意味著其內(nèi)部的溫度會(huì)越來越高，而“氦核”的溫度上升得尤為明顯，當(dāng)“氦核”的溫度升高到一定程度時(shí)，其外側(cè)的那些原本從未參與過核聚變的氫就會(huì)大量地發(fā)生核聚變，我們可以將其稱為“殼層核聚變”，于是太陽內(nèi)部就又有“輻射壓”了。

“殼層核聚變”比太陽在主序星階段的核聚變要激烈得多，其產(chǎn)生的“輻射壓”此時(shí)會(huì)大占上風(fēng)，在這種情況下，太陽的體積就會(huì)持續(xù)膨脹，進(jìn)而演化成一顆龐大的紅巨星。

進(jìn)入紅巨星階段的太陽，其“氦核”的溫度依然沒有達(dá)到氦的聚變所需要的條件，所以“氦核”仍然會(huì)有不斷收縮的趨勢(shì)，而隨著“殼層核聚變”的持續(xù)，大量的氦也會(huì)不斷地堆積，其造成的后果就是“氦核”越來越大，收縮的趨勢(shì)也越來越明顯。

在這種情況下，“氦核”就會(huì)變得越來越致密，溫度也越來越高，當(dāng)溫度達(dá)到大約1億度時(shí)，氦的核聚變就會(huì)被點(diǎn)燃。

此時(shí)“氦核”中的物質(zhì)早已被重力“壓縮”成了簡(jiǎn)并態(tài)，僅憑“電子簡(jiǎn)并壓”來對(duì)抗重力，簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)有一個(gè)重要的特點(diǎn)，那就是它們的體積不會(huì)受到溫度的影響，也就是不會(huì)“熱脹冷縮”，所以這種物質(zhì)就無法通過膨脹來降溫，所以氦的核聚變一旦啟動(dòng)，其釋放出的能量就會(huì)使“氦核”的溫度迅速上升。

與氫核聚變相比，氦核聚變的反應(yīng)速率對(duì)溫度更加敏感，“氦核”的溫度上升，就會(huì)迅速引發(fā)其中更多氦發(fā)生核聚變，這就會(huì)造成“氦核”的溫度進(jìn)一步上升，這樣就形成了一種正反饋，于是氦核聚變的反應(yīng)速率就會(huì)急劇提升，進(jìn)而使“氦核”發(fā)生熱失控的核聚變。

不過這樣的情況并不會(huì)持續(xù)多久，因?yàn)樵诰薮竽芰康尿?qū)動(dòng)下，“氦核”中的物質(zhì)很快就會(huì)退出簡(jiǎn)并態(tài)，如此一來，“氦核”就可以通過膨脹來降溫，熱失控的核聚變也就結(jié)束了。

看到這里，相信大家已經(jīng)知道了，這就是所謂的氦閃，通常情況下，氦閃只會(huì)持續(xù)幾秒鐘的時(shí)間，但就是在這幾秒之內(nèi)，其產(chǎn)生的能量密度可以超過太陽在主序星階段時(shí)的上千億倍，由此可見，氦閃的威力確實(shí)相當(dāng)驚人。

然而從氦閃的形成原理我們卻可以清楚地看到，氦閃其實(shí)是發(fā)生在太陽進(jìn)入紅巨星階段之后，而這也就意味著，地球在未來并不會(huì)毀于太陽的氦閃，為什么呢？因?yàn)樵缭谔柊l(fā)生氦閃之前，地球就已經(jīng)被變成紅巨星的太陽吞噬了。

當(dāng)我們?cè)谟钪嬷兴奶帍埻臅r(shí)候，總是會(huì)看到密密麻麻的恒星，通過對(duì)這些恒星的觀測(cè)，我們就可以知道各種恒星從誕生到走向消亡的整個(gè)過程，科學(xué)家早已通過觀測(cè)數(shù)據(jù)建立起了完整的恒星演化模型，據(jù)此就可以估算出太陽在紅巨星階段時(shí)到底有多大。

根據(jù)科學(xué)家的估算，在大約50億年后，太陽就會(huì)演化成紅巨星，屆時(shí)它的半徑將會(huì)是現(xiàn)在的200多倍，其表面可以輕松抵達(dá)地球圍繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道，所以地球在此時(shí)就會(huì)被這顆龐大的紅巨星吞噬，而在太陽進(jìn)入紅巨星階段大約10億年之后，氦閃才會(huì)發(fā)生。

值得一提的是，太陽的氦閃可以多次發(fā)生，每一次氦閃都會(huì)消耗大量的氦，而氦閃發(fā)生之后，其外層的“殼層核聚變”所產(chǎn)生的氦又會(huì)持續(xù)累積，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生下一次氦閃。

就這樣，太陽會(huì)在一次又一次的氦閃中走向消亡，在此過程中，太陽的外層物質(zhì)會(huì)被大量拋離，進(jìn)而形成一片壯觀的行星狀星云，而其內(nèi)層的物質(zhì)則會(huì)逐漸形成一顆致密的白矮星，而屆時(shí)的地球早已不復(fù)存在。

當(dāng)然了，這只是宇宙中自然演化的結(jié)局，并沒有考慮到人類的影響，或許我們可以樂觀地認(rèn)為，隨著科技的持續(xù)進(jìn)步，未來的人類應(yīng)該可以改變地球、甚至是太陽的結(jié)局。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。