既然太陽死亡後會向內塌縮，為什麼還會發生膨脹？

太陽在這麼多年來一直給我們帶來光和溫暖，科學家稱太陽已經活了45。7億歲，現在正值中年期，預計再過50億年就會滅亡了。而在太陽在滅亡之際先會變成紅巨星，再會變成白矮星，當太陽膨脹的同時會發生氦閃，那時的地球會被吞噬，人類也會不復存在了，話說回來，為什麼太陽滅亡時會發生膨脹呢？是什麼原因造成的？歡迎收看本期的三體世界學。

雖然這個問題有些遙遠了，但是咱們現在還是可以解釋一下。在上個世界的時候，天文學家們認為太陽是一個大煤球，所以它才有源源不斷的火焰噴流而出，但是後來經過計算發現，如果太陽是個大煤球的話，1億年就燒完了，也不會燃燒到現在，後來啊英國有個名叫Arthur Stanley Eddington的物理學家在1920年的時候提出了一個理論，太陽的燃燒和煤沒有半點關係，它實際上是是核聚變反應。那麼太陽剩下的壽命是如何算出來的呢？

太陽的構造分為太陽核、輻射層、對流層、色球層、光球層和日冕，當然整個太陽並不是都在核聚變，實際上只有不到整個體積25%的核心在燃燒。太陽核由於每時每刻都在向外釋放能量，所以在產生了輻射壓，輻射層、日球層等其他地方的氫無法到達太陽核進行重複利用，這導致了太陽無法燃燒更長的時間。科學家就是根據這個原理計算了大量的資料後認為，太陽只能再活50年。

咱們都知道核武器和太陽一樣都是核聚變反應，但它釋放能量時幾乎是轉瞬即逝的，那為什麼太陽可以平平穩穩的燃燒，而不會一下炸了呢？因為太陽的質量高有著強大的引力，這個引力和輻射壓剛好處於平衡狀態，所以可以慢慢的釋放能量。等到50億年後氫元素用完了，在核心處就沒有什麼能量向外釋放，這時太陽自身強大的引力就會導致自己向內坍塌，在坍塌的同時太陽核的溫度和密度會急劇升高，當到達了一定溫度的時候，就會逐漸由內而外的點燃輻射層、對流層等其他地方的氫，發生氫核聚變反應，這個反應會使太陽外層物質像被風吹了一樣發生膨脹，當太陽表面到達地球軌道附近的時候，就把地球吞噬掉了。膨脹的太陽叫做紅巨星，科學家計算稱它膨脹了之後，個頭能生長到之前200倍以上，雖然它的體積大，但是密度會縮小很多，表面的溫度也不會很高。如果幸運的話，太陽“吃”掉地球后，地球核心不會被毀滅，而地殼和地幔會被剝離，不過那時候對於人類以及地球上的各種生物來說，都是十分致命的。

話說回來剛才說的氦閃又是什麼呢？當太陽快要結束紅巨星的狀態時，它的核心密度極其之大，這時的氦因為密度大，進入到了簡併狀態，所謂的簡併態物質就是的密度相當高的狀態，在進入這個狀態的過程中氦原子核會發生劇烈的活動發生爆炸，溫度急劇提升到一億攝氏度，所以氦閃就是氦元素髮生爆炸的過程，這個過程釋放的能量可以高達太陽平時釋放能量的幾十萬倍以上。

當氦閃結束之後太陽的溫度就降低下來，最外層的物質變成星雲，緻密核心變成白矮星，等到若干年後白矮星的能量消散，就變成了黑矮星。說到這肯定有人會覺得，畢竟50億年之後的事情，現在咱們不用擔心，因為人類在這麼多年的時間內肯定能進行星際移民，在太陽死亡之前逃離這裡，事實上真的會這樣嗎？其實不然，太陽留給人類的時間並沒有那麼多，在最近的幾億年中地球還會按照現在的軌道圍繞太陽旋轉，當過了10億年之後，太陽的光度預計會增加到現在的110%，那時候太陽系的宜居帶將向外偏移，地球不再處在舒適區，反而火星的位置所接受的溫度正適合生命生存，那個時候進行大規模的火星移民，就可以續存人類文明。

當然，火星的環境還是需要加以改造的，比如擁有和地球一樣的大氣供人們呼吸，有著江河湖海這些豐富的水資源供人們飲用，還要有著人造磁場來為人們抵禦輻射，不過有個難以改變的事實就是火星的引力只有地球的三分之一，長期在這裡生活會骨質流失，不過相信在遙遠的未來，人類一定能克服這一困難的。好了本期的三體世界學就到這裡，想看更多有趣的科普知識，就評論留言吧再見。