今天我们将深入科幻电影《流浪地球》背后的科学世界，聚焦迫使地球踏上流浪之旅的关键因素——太阳。深度剖析太阳的结构、核聚变反应机制以及其漫长的演变历程。
在广袤无垠的宇宙中，太阳只是一颗普通的恒星。但它对于我们的太阳系而言，却有着无可替代的重要性。太阳不仅像地球一样进行自转，还肩负着围绕银河系公转的使命。
其直径约达139万公里，这一数字相当于地球直径的109倍，凸显出太阳的巨大体量。从内部结构来看，太阳主要由日核、辐射层和对流层构成。日核在太阳半径中仅占四分之一，却汇聚了太阳一半的质量，其内部温度更是高达1500万度。
太阳结构
在这个炽热的核心区域，每时每刻都在进行着氢核聚变成氦核的核聚变反应，释放出巨大的能量，如同一个永不熄灭的超级熔炉。辐射层处于日核与0.7倍太阳半径的区域之间。
在这里，核聚变产生的能量以辐射的形式传播，并逐渐形成可见光，向太阳表面进发。对流层厚度约为15万千米，来自辐射层的能量在对流层中通过对流的方式进一步传递至太阳的外层空间。
人类通过科学研究观测到的核聚变反应，通常是由氢的同位素氘和氚的原子核结合成较重的氦原子核，并在这一过程中释放出巨大能量。在核聚变反应前后，质子和中子的数量始终保持不变。
太阳内部的氢核聚变反应过程更为复杂。太阳内部极高的压力与温度，致使氢原子外的电子云结构坍塌。在如此极端的条件下，两个氢原子核冲破彼此间的斥力，聚合而成氘核。
太阳氢核聚变
这是太阳内部聚变反应的起始步骤，在此过程中，发生了质量亏损，进而释放出大量的热量。紧接着，氘核在强大压力下与另一个氢核再度聚合，发生聚变反应，生成氦3的同时持续释放能量。
最后，两个氦3进一步聚变，形成氦4，并释放出两个中子。正是这一系列复杂而有序的核聚变反应，源源不断地为太阳提供着光和热，维持着太阳系的稳定。
太阳作为一颗黄矮星，同世间万物一样，拥有自己的生命周期。据科学研究推测，黄矮星的寿命大致为100亿年。那么，太阳是如何一步步走过它的生命历程的呢？
大约在50亿年前，银河系中的一颗恒星发生了剧烈的爆炸，形成了一片巨大的太阳星云。在引力的持续牵拉下，这片星云不断收缩，体积渐次缩小，密度持续增大，中心温度亦随之急剧攀升。
太阳生命周期
当中心温度达到1万度时，原始恒星开始崭露头角。随着温度的进一步攀升，当达到1,000万度的临界值时，触发了氢核聚变反应，太阳就此正式诞生。至今，太阳已走过了大约46亿年的时光。
目前正处于恒星的主序星阶段，这一阶段也被视为太阳的壮年时期，它以稳定而强大的能量输出，滋养着太阳系中的众多天体。距今再过大约54亿年后，太阳将逐渐步入其生命周期的尾声。
当太阳内部的氢燃料将逐渐燃烧殆尽，随后氦闪将会发生。氦闪，是在中等质量恒星核心或白矮星表面堆积的氦突然引发的核聚变现象。随着氦闪发生，太阳的核心温度将变得越来越高。
氦闪
太阳自身也将逐渐膨胀，演变成一颗巨大而黯淡的红巨星。在这一过程中，太阳的外层将向太阳系空间大幅扩张，其规模将远远超过现在的太阳。
按此趋势，太阳系内侧的行星包括地球，都极有可能被膨胀的太阳所吞噬。直至最后，太阳的核聚变反应将骤然停止，它将逐渐冷却并坍缩，最终变成一颗白矮星，结束其辉煌而漫长的一生。
《流浪地球》原著提及，太阳内部氢向氦的转化速度陡然加快，演化进程偏离主星序，氦元素剧变将瞬间席卷太阳内部，引发剧烈的氦闪爆炸。这一设定引发了人们对地球命运的深刻思考：
再过54亿年，地球真的一定会被变成红巨星的太阳吞噬吗？
在这里，笔者鼓励各位朋友充分发挥自己的想象力和科学思维，尝试对这一问题进行推演。因为在科学的世界里，一切能够自圆其说的结果都有可能发生。
例如，如果在未来54亿年的时间里，地球与太阳中心的相对距离始终保持不变，那么当太阳外部开始向外膨胀时，地球无疑将被太阳所吞噬。甚至在红巨星的边缘尚未真正触及地球之时，其散发的高温就足以将地球气化。
宇宙的奥秘无穷无尽，也存在另一种可能性。
根据目前的观测，由于太阳的高温燃烧，存在着从太阳向外吹拂的太阳风。目前的太阳风每年会将地球推离太阳1.6厘米。随着时间的推移，太阳燃烧逐渐加剧，太阳风的强度也可能随之增强。
加之几十亿年的漫长时间跨度，或许到那时地球与太阳的距离已经足够远，红巨星的高温对地球的影响将变得微乎其微，地球也因此有可能避免被太阳吞噬的命运。
但即便如此，失去太阳这一主要能量来源的地球，其环境将发生巨大变化，很难再维持生命的延续。毕竟，几十亿年后的宇宙，充满了无数的未知与变数，一切皆有可能。
文本来源：王元卓
