50亿年后，太阳膨胀吞噬地球，那么太阳为什么要膨胀？

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目前的太阳系演化模型认为

46亿年前一次临近的超新星爆发，打破了原太阳星云的平静，导致其开始在引力作用下发生坍塌，氢和氦在这一过程中聚拢并旋转升温，待到温度和压力都“达标“后，氢元素开始热核聚变反应，太阳正式诞生。

虽然太阳伴随着整个人类文明史，但人类直到上世纪初，才知道了太阳的能量来自于氢元素核聚变反应，所以人类对太阳的了解其实并不算多，但关于太阳有一点可以肯定，那就是太阳和人类一样也会死亡，只不过相较于人类的“生年不满百”，太阳的寿命长达100亿年。

在刘慈欣的科幻小说《流浪地球》和《微纪元》中，太阳都是严重威胁人类文明的存在，因为在小说和现实中，太阳晚年会膨胀成超过自身体积数百倍的红巨星，吞噬火星轨道以内的所有太阳系天体。

那么太阳为什么要膨胀呢？

这个问题要从太阳的本质说起。

本质上来说，太阳内部的物理反应并不复杂，就是简简单单的“氢元素在高温高压下核聚变”，进而发出光和热，但太阳的核聚变反应和地球上氢弹的核聚变反应有一个最大的不同，那就是太阳可以持续稳定将核聚变反应维持100亿年，而氢弹在一瞬间就会把能量全部释放。

太阳能够持续核聚变的秘诀在于其巨大的质量，在我们的太阳系中，太阳的质量占到了星系总质量的99.86%，尽管太阳每秒钟都有数百万吨的质量完全化为能量，但这些能量与恒星外壳在引力作用下的坍塌，形成了平衡关系，这种平衡保证了太阳既不会像氢弹一样炸开，也不会在万有引力作用下坍塌。

但这种“辐射压与引力”的平衡并不会永久存在

因为太阳内部的氢元素是有限的，随着时间的流逝，越来越多的氢元素化作能量被释放到太空后，“由内而外都辐射压”就会减少，太阳的外壳将在引力作用下向心坍塌，此时太阳的体积就会变小。

但因为太阳外壳也是由氢元素构成的，而且外壳的坍塌还会让内核的温度和压力进一步升高，所以恒星外壳的氢元素在进入内核后，马上就会因为温度和压力而发生核聚变反应，然后太阳由内而外的辐射压就会大大增强，辐射压增强，意味着万有引力将不再是辐射压的对手，所以太阳体积将终止缩小，转而在辐射压的“推动“下极速膨胀，最终让太阳从一个黄矮星膨胀成红巨星。

所以说太阳的体积的变化，归根结底就是辐射压和万有引力的博弈，辐射压超过引力 太阳就会膨胀，小于引力，太阳就会收缩。

根据恒星物理学家的研究，辐射压与万有引力的“拉锯战”将发生在太阳最后的10亿到20亿年，但地球上的人类很可能撑不到那个时候，因为在“拉锯战”打响之前，太阳光度每1.1亿年就会增强1%，所以10亿到20亿年后，太阳和现在相比，亮度将提升五分之一，届时地球海洋就会被蒸发殆尽，人类文明到那个时候如果还在地球上的话，就完蛋了。

太阳会在红巨星时代待多久？

太阳膨胀成红巨星这一过程，就是太阳最后的辉煌，因为红巨星时代的太阳内部氢元素只够再“消耗”1亿年，因此1亿年后，氢元素消耗殆尽的太阳，将无法产生足够的辐射压来对抗万有引力。

所以红巨星时代的太阳外壳，到那个时候就会在引力作用下发生坍塌，红巨星的体积将在这个过程中极速变小，而当大量的外壳物质“坍塌”向，已经几乎不存在氢元素的内核后，红巨星内核剩下的氦元素，就会在高温高压下发生核聚变反应。

只不过氦元素和氢元素相比，消耗速度非常快，因此氦聚变很快就会停止，而当氦聚变停止之后，唯一剩下的就只有红巨星的核心，一颗地球大小的白矮星，以及由恒星残余物质组成的，极其稀疏的行星状星云。

白矮星作为太阳最后的“灵魂”，体积极小密度极大，一立方厘米的白矮星，质量就高达10吨左右，密度如此之高的白矮星，是由原子核与原子核紧密“堆砌“在一切形成的，这意味着它不可能发生任何核聚变反应，只能靠着高温辐射来发光发热。

天文学家认为，由于白矮星没有外部能量来源所以它早晚会因为辐射而冷却下来，成为一颗不发光也不发热的“黑矮星”，但天文学家同时也认为，以白矮星的辐射释放速度，需要数百亿甚至上千亿年后，才会冷却成黑矮星。而宇宙诞生不过138.2亿年，所以现在的宇宙中很可能没有黑矮星。

总结

从一团稀薄的星云，坍塌成一颗黄矮星，在辐射压的驱动下变成红巨星，再在引力作用下坍塌成白矮星，然后再随着辐射慢慢变成一颗地球大小，不发光不发热的黑矮星。

以上就是太阳持续上千亿年的一生。

这个我觉得不太可能，太阳最后是要坍塌形成一个黑洞，到时候会撕碎整个太阳系的。

由于太阳核心的核聚变反应源源不断地以高能光子的形式向外输出能量，而50亿太阳核心的氢元素消耗殆尽导致点燃位于核心外壳而急剧膨胀。

因为这是正常的自然现象，当恒星寿命耗尽的时候，就会膨胀，然后再塌陷。

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