同樣是核聚變，為什麼太陽能夠燃燒數百億年，而氫彈一下就炸了？

太陽能夠持續百億年的核聚變反應主要是依靠「自身的引力」來維持的，而太陽最終會熄滅也是因為「自身的引力不足」導致的。那就是咋回事呢？

太陽的核聚變反應

這件事要從太陽的形成說起。話說在46億年前，在太陽系附近有一片長達2光年的氣態分子雲，這片分子雲原本處於引力的平衡態，後來由於細微的波動，導致引力失衡，最終引發了引力坍縮，分子雲都往中心聚集，最終形成了太陽。

至於如今太陽系中的其他天體主要來自於太陽形成過程中的邊角碎料。因此，在太陽系中，太陽是絕對的主宰，太陽的質量佔據了整個太陽系總質量的99.86%，剩餘的天體佔據了0.14%的質量。

我們知道，根據萬有引力定律，引力與質量成正比，與距離的成反比。由於太陽的質量巨大，因此，太陽的引力也非常大。

要知道僅僅是地球的引力就使得地球的地心溫度達到了6000度左右，並且把地球地心位置的鐵鎳壓成了一個月球大小的固態球體。正常來說，6000度左右，鐵和鎳應該是液態的，之所以能夠成為固態，這主要是因為地球的引力對於地球內核的擠壓導致的。

而太陽的質量達到了地球質量的33萬倍，這個引力也就要遠遠大於地球的引力。因此，太陽對於內核的擠壓是極其巨大的，這也使得太陽內核的溫度急劇上升，可以達到1500萬度左右。不過，照理說1500萬度的溫度是不足以引發氫原子核的核聚變反應。舉個例子，氫彈也是氫原子核的核聚變反應，但是要引爆氫彈其實很難，因為這需要1億度的溫度，為了能夠引爆氫彈，科學家用到的辦法是先引爆一顆原子彈，原子彈可以提供氫彈反應的溫度條件，當原子彈被引爆後，氫彈才會跟著引爆。

因此，太陽的核聚變反應和我們平時了解到的氫彈是不同的。在1500萬度的溫度下，太陽的內核其實呈現出的是有別於氣、液、固這三態的等離子態。在這種狀態下，原子內的電子由於獲得了足夠的能量，因此，不再受到原子核的束縛，又由於太陽主要是由氫原子構成。因此，太陽內核是類似於粒子粥的狀態，其中這些粒子就包含了氫原子核（質子），電子，光子等等。

如果要促發氫原子核的核聚變反應，這就需要輸入足夠多的能量，這也是為什麼需要在1億度的反應條件下進行。照理說，沒有外力的幫忙，太陽應該無法促發核聚變反應。而在微觀世界中還存在著一種叫做量子隧穿效應的情況。這個量子隧穿效應是說，在微觀世界中，即便是需要輸入能量才能發生的事情，也是有一定概率發生的，只是概率極其低。

可是就像上文我們說到的那樣，太陽足夠大，因此，再低的概率到了太陽這裡，也成了一件大概率事情了。因此，由於量子隧穿效應，太陽還是可以引發氫原子核的核聚變反應的，只是反應只能慢慢進行著，而不能像氫彈那樣一下子炸開。

引力與核聚變產生的對外壓力

當太陽核聚變反應啟動時，這時候會向外釋放能量，核聚變會產生對外的壓力，同時太陽引力巨大，因此，核聚變反應產生的對外壓力恰恰是和太陽的引力形成動態的平衡。

當對外壓力佔據主導時，太陽內核的溫度就會降低，核反應就會變得沒有那麼劇烈，對外壓力也就會降低，重新回到平衡態；

當引力佔據主導時，由於引力的擠壓，太陽內核的溫度會升高，核反應就會變得劇烈，這時候對外壓力就會升高，以此來對抗引力，重新回到平衡態。

因此，引力可以使得太陽的核反應慢慢地進行下去，而不是越來越快。這也是為什麼太陽僅僅依靠氫核聚變反應就可以持續燃燒百億年的原因。

不過，要知道太陽的核聚變反應其實在燃燒自己，在反應過程中，有一部分質量會以能量的形式釋放出來，也就是說，隨著太陽的核聚變反應的進行，太陽的質量是在逐漸減少的，這就使得太陽自身的引力也在減弱。引力的減弱會使得太陽控制核聚變反應的能力減弱，核聚變反應就會變得更加劇烈一下，太陽的輻射強度也就會升高，事實上，每隔10億年，太陽的輻射強度都會上升到一個臺階，地球在20億年後將會由於太陽輻射強度的提升而被移出宜居帶。

當太陽的氫核聚變進行了100億年後，太陽內核的氫也就會燃燒得差不多，這時候太陽內核在引力的作用下會向中心聚攏，這個過程會實現一次換擋，從原來燃燒氫，轉變為燃燒氦，同樣的也是引力和氦原子核反應產生的對外壓力平衡。

太陽的氦核聚變也可以進行10-20億年，再之後氦也會被燒完，這時候還會進行一次向內的擠壓，但是這次引力不足以引發碳原子核和氧原子核的核聚變反應，於是，太陽的核反應就會逐漸停止，最後等著逐漸涼透，稱為一顆白矮星。

所以，我們會發現，引力對於太陽能走多遠起到了關鍵的作用，而引力又和質量有關，因此，天文學中有一句黑話：質量為王。在眾多恆星中，質量越大，意味著能夠進行的核反應種類就越多，甚至一些特大質量的恆星還會引發超新星爆炸，從而形成中子星或者黑洞。因此，質量也決定了恆星的命運。