太陽將成為人類的夢魘，移民星際空間計劃要提早啟動？

古到今，人類一直是愛幻想的物種。面對天空中浩渺無垠的日月星辰，有誰的內心能不被觸動？西哲康德有云：「世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準則，另一件是我們頭頂上燦爛的星空。」從中國古代的「天圓地方」，古巴比倫的黃道十二宮到托勒密的《天文學大成》，從哥白尼的《天體運行論》，開普勒的行星三定律到牛頓的萬有引力定律，一代又一代人發出有如屈原般的「天問」，在觀念宇宙里構築起一個越發精準奇妙的天穹。站在這些偉大的肩膀上，作為後來者的我們才能將日月食的時間預報精確到分秒不差，才能讓一艘艘探索外星球的飛船和機器人先驅者們降落在月球、火星和更遙遠的異世界。太陽表面接連爆發了 X 級大耀斑，其亮度超出了照相儀器的閾值。當我們對太陽上接二連三的大爆發驚嘆不已時，又有多少人會想到，十億年後，太陽將成為那個時代所有人類的夢魘。

揭開太陽能源之謎

太陽日夜不停地發出光和熱，它耀眼奪目的光輝從何而來？關於這個問題，古代東西方各文明的神話傳說用奇妙的想像力，為我們描繪編織出無數美麗動人的答案。一位多才多藝的醫生，赫爾曼·馮·黑爾姆霍茲提出了一個天才的設想：太陽是靠自身的引力收縮來獲得能量的。這一猜想成功地將太陽的年齡向前推了一千萬年，可惜，與太陽的真實年齡——五十億年相比，一千萬年仍然只是個微不足道的零頭。

科學界對於太陽的基本數據，年輕的英國著名物理學家愛丁頓首次揭示了太陽能量的真正來源：給太陽和恆星提供能源的，不是諸如煤炭燃燒這樣的化學反應，而是核反應——四個氫原子核聚合成一個氦原子核的聚變反應，在反應中太陽損失一定的質量，同時放出難以想像的巨大能量。之前科學界普遍認為太陽核心深處的溫度不足以引發核聚變，因此這一理論遭到了學界的廣泛質疑，直到伽莫夫提出考慮量子理論中的「隧道效應」才完美解決了這一危機。現在，太陽核聚變理論早已為世人所公認了。直到今天，世界各地的研究者們還在努力嘗試複製出和平版的「小太陽」——受控核聚變反應堆，一旦研製成功投入商業運營，人類就將徹底告別能源危機。

天上的生命圖譜

赫羅圖。「一句話證明你懂天文：Oh Be A Fine Girl/Guy Kiss Me」，這句話說的就是恆星的光譜型。圖中從右上到左下分別是超巨星序、巨星序、主星序、白矮星序。圖源：ESO

赫羅圖很快成了恆星天文學中最重要的圖表，因為它記錄下了天空中所有恆星的生命坐標。就這樣，天文學家們終於找到了揭示恆星生命歷程的最重要線索。通過今天看來簡陋原始的計算機的幫助，上世紀五六十年代的天文學家們將太陽的質量、化學組成、核聚變反應速度等一系列物理參數寫入到計算程序中，計算出恆星從主序星到紅巨星的演化途經，最終提出了完整的恆星演化模型，太陽從生到死的秘密自此被完全揭開。

從初生到寂滅

現在我們知道，太陽是在五十億年前，由一團在銀河系中四處飄零的星際分子雲凝聚而來。附近一顆大恆星垂死時爆發的光壓引發了這團星雲的坍縮，在萬有引力不可抗拒的作用下，這團星雲不斷收縮、分裂，形成了許多更小更濃密的星雲，終於在某一天，它們之中的某一團星雲的核心溫度達到了發生核聚變反應需要的最低溫度，於是太初的光芒從厚密的雲幕中透射出來，太陽誕生了。

太陽在主序階段的生命長達 100 億年，這是她一生中的黃金歲月。她安靜地停留在主序上，燃燒著供給自己生命能量的氫元素，發出金黃色的光芒照亮周圍的行星，讓地球世界充滿活力和生機。然而，主序階段的太陽也並非一成不變，事實上每過 10 億年太陽會增亮約 10%。這或許能夠解釋為什麼多細胞生命直到最近 5 億年前才開始大量出現。照這樣的速度下去，再過 10 億年，地球上就不再適合生物生存了；20 億年之後，地球上所有的液態水都將蒸發殆盡。然而太陽還將繼續燃燒下去，當核心部分的氫元素燃燒殆盡的時候，太陽就要離開主序，在赫羅圖上流浪了。

數十億年之後，太陽的直徑將增大一倍。此時太陽核心的氫被燒完，原來發生核聚變反應的核心區域形成了一個氦核，太陽核心的光焰熄滅了。與此同時，接近核心部位的一層氫卻滿足了核聚變的條件，開始熊熊燃燒起來，氫核聚變在包裹著氦核的一個殼層里繼續進行。核聚變區域的外移使太陽的體積急劇膨脹，表面開始變冷，顏色也由金黃逐漸變紅。這時的太陽已經從主序向赫羅圖右上角區域漂移，開始成為一顆紅巨星了。此時水星和金星都將被太陽吞噬，如果我們那時還在地球上，會看到地面上到處流淌著岩漿，連金屬都熔化了。頭頂上有一個幾乎佔據整個天空的紅色火海，時不時噴出毒舌般的烈焰舔舐著渺小的地球，那就是昔日無數人讚美過的太陽。

更久遠的將來，太陽將變成今天的 200 倍那麼大，半徑越過火星軌道，成為一顆碩大無朋的紅巨星。這段時間裡氦核不斷收縮，最後達到了氦元素的聚變溫度—— 一億度。在一瞬間內，太陽的內核死灰復燃，發生驚天動地的「氦閃」，能量的狂飆掃蕩整個太陽系，將大部分剩下的行星、衛星和其它天體化為蒸汽。此後，太陽核心進行著氦聚變為碳的反應，外層進行著氫聚變為氦的反應。氦核燒不了多久就將燃盡成為碳核，於是臨近碳核的一層氦元素又被點燃，太陽成了一個巨大無比的雙層火焰「洋蔥頭」。

最後，太陽生命的終點——脈動變星階段來臨了，太陽的外層開始有規律地膨脹收縮，每膨脹收縮一次，太陽就要損失大量的物質，從太陽逃逸出來的物質向宇宙中彌散開去，漸漸形成了環狀的「行星狀星雲」。這些看起來美麗絕倫的星雲，都是和太陽一樣輝煌照耀過宇宙的恆星，在臨終之際留下的凄美遺骸。太陽裸露出的內核則在引力作用下坍縮到不可思議的緻密程度，從赫羅圖的右上角漂移到左下角，成為一顆地球大小的白矮星。它漸漸黯淡下去，消失在茫茫的宇宙中。

十億年後的未來

「地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠生活在搖籃里。」作為宇航時代的開創者，齊奧爾科夫斯基已經預見到我們十億年後的未來。目前人類還在為能源短缺、環境污染和地緣政治問題不斷引發爭端，要等到何年何月，人類文明的心智和技術水平才能成熟到足以支撐起整個世界的移民計劃，從地球移民到星際空間，逃離垂死太陽的炙烤呢？

請您繼續閱讀更多來自 鳳凰新聞 的精彩文章:

※中國空間站建成時國際空間站將棄毀，我們將與誰同歡？
※動蕩的星際空間，孕育出燦爛的巨星
※科學家研發「超空間飛行器」，稱其成功可星際旅行？
※喵星人已經開始了統治人類，如今人類的活動空間要小心了！
※太空旅遊不是夢！專家：低成本進入空間的時代將到來
※像把室內空間變成夢幻王國的縷空蕾絲燈罩，擺在房間就很美好
※土星和土星環之間，竟然是個超潔凈空間
※空間 家的旋律
※活動預告| 星空間?新空間——高端住宅的開發與落地
※美國將打造全球第一家私人融資的商業空間站，將與中國空間站並行太空？
※空間，空間，不給空間很容易分手的星座
※國際空間站退役後，會迎來國際月球空間站嗎？
※新生兒空間概念發展的重要性！什麼是空間感？
※小空間大智慧，那些讓人驚艷的陽台設計
※史上最快人造物體已進入星際空間，向外星人捎去地球的問候
※設計中的幻覺性空間！
※國際空間站即將壽終正寢：中國空間站將成唯一，美俄眼紅不已！
※組成生命的分子能在星際空間形成
※小空間大力量，來看看「別人家的陽台」