在这个生机盎然的地球上，万物欣欣向荣的生长，他们生存、繁衍、进化并维持自身生存所需要的一切要素都恰到好处的存在，比如适宜的空气、充足的水源以及合适的温度等等，但这一切其实都离不开太阳的功劳。

太阳的变化

由25幅太阳图像合成的图像，显示了太阳在365天内的太阳活动。如果没有其内部的核聚变反应，也许地球上的生命就不可能存在。

然鹅，假设太阳明显变冷或变热的话，地球的一切宜居条件将会戛然而止，因为一个简单的事实无法改变：没有来自太阳的适宜的能量输入，生命将不可能存在。

但是，事实上，占据太阳系质量的99.8%太阳质量此刻却正在悄悄变轻，而且是每天都在变轻，当足够长的时间之后，它变化的效果将会展现出来，和我们联系最直接的结果就是，地球将不再适宜生命居住！

追溯太阳的历史

一颗年轻的恒星被一颗原行星盘所环绕的艺术想象图。围绕着类日恒星的原行星盘有许多未知的性质，但总体上看，由重元素分布在其中的尘埃盘肯定是我们的行星形成的原因。

当我们的太阳系形成初期，这里是一片尘埃的世界，所有的尘埃在空间中飘荡，这个时候，最初的一大块相对集中的质量体开始以引力吸引越来越多的物质，这个过程不断持续，最终形成了一个不停增长的原恒星。由于原恒星的吸引，一大片物质围绕在它周围旋转形成盘状体，这被成为原生行星盘。

接着，两种力量开始相互竞争，一种是引力，它使我们的原恒星和盘内的行星生长，另一种就是外部恒星和年轻恒星的辐射。当辐射最终胜出的时候，多余的物质就会被辐射吹走，我们的太阳和行星就不能再生长了，此时我们当今太阳系的格局基本确定。

太阳系早期的小行星数量更多，形成陨石坑是灾难性的。一旦原行星盘和周围的原恒星物质蒸发殆尽，太阳系整体质量的增长就停止了，而且只能从那一刻开始减少。

而此时，我们太阳系的质量也达到峰值，当然这也标志着，此时我们的太阳能量是最少的，一旦太阳开始核聚变反应，就是开始把较轻的元素熔合成较重的元素的时候，它的能量输出就会逐步增加，再也不会这么少了。

自相矛盾？

摩根-基南光谱分类系统，以开尔文为单位，上面显示了每个恒星类别的温度范围。今天绝大多数的恒星都是M级恒星，在25秒差距（天文单位）内只有1颗已知的O级或B级恒星。我们的太阳是G级恒星。

从此刻开始，太阳的质量只会变小，但是它所释放的能量却只会增加！

其实很多人都有这个疑问，毕竟，在所有条件都相同的情况下，大多数的大质量恒星表现出来的效果是燃烧的更热更亮！

实际上，决定一颗恒星到底有多热的因素是多种的，我们也可以试着列举一下：

• 恒星核心的温度，因为更高的温度意味着每个粒子的能量更高，当两个粒子碰撞时，产生聚变事件的可能性更大。
• 融合区域的大小，因为在相同的时间内，发生融合的较大区域会导致更多的融合。
• 如果我们观察并比较两颗不同的恒星，质量越大的恒星的核心温度越高，聚变区域越大。但如果我们观察任何单个恒星的内部，我们会看到别的东西。

质子-质子链负责产生太阳的绝大部分能量。将两个氦3核融合成氦4核也许是地球核聚变的最大希望，也是一种清洁、丰富、可控的能源，但现在所有这些反应都必须发生在太阳中。

太阳燃烧自己的燃料，是通过将氢以链式反应聚变为氦来获取能量，质子-质子链是我们的太阳(和大多数恒星)获得能量的方式，因为最终产物(氦-4)比初始反应物(4个质子)更轻、质量更低。核聚变的原理是质量-能量等效原理，即通过爱因斯坦的方程式E = mc²将熔化物质总质量的0.7%的一小部分转化为能量。

当这种情况发生时，太阳的质量慢慢下降；能量被输送到地表，氦的“废料”进一步下沉到核心区域。

这张剖面图展示了太阳表面和内部的各个区域，包括核心，也就是核聚变发生的地方。随着时间的推移，地核中含氦的区域不断膨胀，导致太阳的能量输出增加。

中心的氦在这些温度下无法融合，所以在富含氦的区域，单位体积的聚变更少。没有核聚变，辐射就会减少，而富含氦的内部部分在自身重力作用下开始收缩。但是重力收缩会释放能量，这意味着有很多热量/热能被输送出去。

因此，随着恒星年龄的增长，内部温度上升，聚变发生的区域（温度在400万K及以上）向外膨胀。总的来说，融合速率和融合发生的体积随着时间的推移而增加。这导致了太阳——以及所有类似太阳的恒星——随着年龄的增长而增加能量输出。

太阳质量越来越轻

太阳光度（红线）随时间的变化曲线。最大的增加是由于核心温度和当太阳燃烧它的燃料时发生聚变的体积增加。

与此同时，被输送到地表的能量不仅导致了光的发射，还导致了太阳光圈边缘部分一些松散的粒子。电子、质子和更重的原子核可以获得足够的动能，从太阳中喷射出来，形成一股被称为太阳风的粒子流。带电粒子散布在整个太阳系，绝大多数都离开了太阳系，尽管其中一些粒子会在几何上偶然排列，最终撞击其中一颗行星的大气层。当他们这样做的时候，他们创造了被称为极光的效果，人类在历史上测量和观察了极光。

地球上的极光现象

在过去的45亿年里，太阳变得越来越热，但质量也越来越小。我们今天所测量的太阳风，随着时间的推移大致是恒定的。偶尔会有耀斑和大质量抛射，但它们几乎没有考虑到太阳质量损失的总体速率。同样，太阳的聚变能在其历史进程中增加了20%，但这也是一个小因素。

如果我们测量今天由于太阳风和核聚变造成的质量损失的速率，我们就能计算出太阳每一秒钟变轻了多少。我们还可以推断太阳自诞生以来在其整个历史中损失了多少质量。

太阳风将物质抛射进入太阳系

太阳风每秒钟约携带160万吨的质量离开太阳。每过1.5亿年，由于太阳风的作用，太阳的质量就会损失相当于地球的质量，也就是到目前为止，太阳的整个生命周期中大约有30个地球的质量被损失掉了。

然而，由于核聚变，太阳失去的质量甚至比这还要多。太阳的输出功率是一个相对一致的4×10^26 W,这意味着它每秒钟将大约400万吨的质量转化为能量。因此，在核聚变过程中，太阳每秒损失的质量大约是被太阳风带走的质量的250%。在它45亿年的生命历程中，太阳由于核聚变而失去了大约95个地球质量：大约相当于土星的质量。

随着时间的推移，太阳损失的质量会增加，尤其是当它进入生命的最后阶段时。但即使在这个相对稳定的速率下，太阳核心氦的增长仍然会让太阳更热更明亮，其结果是地球也越来越热。在大约10到20亿年之后，太阳的燃烧温度将达到地球海洋完全沸腾的程度，使地球表面的液态水不可能存在。目前，地球适宜居住的时间有四分之三已经用完，我们还有四分之一的时间。

当太阳继续失去质量，人类和地球上所有的生命都接近它不可避免的命运：毁灭。

所以，珍惜现在吧，只有这样我们才可以让这最后的十亿年更有意义。

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