太阳持续“燃烧了”50年，为何体积没有变小？我们在地球上能够感受得到来

我们在地球上能够感受得到来自太阳的光和热，取决于太阳内部每时每刻都在进行的核聚变反应，没有太阳持续的能量输出，就没有地球上的各种生命形式，地球的演化和发展也将失去必要的能量来源。根据科学家的研究计算，太阳自从诞生一直到目前，已经持续向外释放光和热近50亿年，有些朋友不禁心生疑问，太阳的质量那么大，表面积和体积要比地球大上许多倍，为何这么多年来没见太阳变小呢？

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在50亿年之前，我们太阳系所在区域还是由一块巨大的星云团所组成，而这块星云团的组成物质，则来源于上一任大质量恒星在生命末期的超新星爆发现象，通过超新星爆发，将恒星组成物质的大部分剥离出去，同时在超新星爆发巨大能量的作用下，新生成了许多新的重物质，这些物质弥漫在星际空间中，在漫长的引力扰动影响下，逐渐开始聚集和坍缩，其中有一个质量核心形成了太阳的“胚胎” ，吸聚了大量星际物质，推动内部温度和压力的不断提升。

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同时，在星际物质坍缩过程中，原先星际物质所具有的角动量，逐渐被太阳核心区以及坍缩形成的浓密区块所继承，最终在太阳核心区的温度越来越高，在核心区的周围不同距离处，大量星际物质也以一定的角速度围绕着核心区运行，形成了太阳系最初的星际物质盘。当核心区所吸聚的物质越来越多，温度达到700万摄氏度以上、压强达到上千亿个大气压之时，在量子隧穿效应的作用下，一部分氢原子中的质子，便会有几率突破原子核之间库仑力的排斥力，从而顺利进入另外的氢原子中，与这个原子的质子聚合形成氢的同位素－氘，继而开启了质子－质子链式反应的序幕，真正意义上的太阳就此形成。

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在每一个周期的链式反应中， 4个氢原子将最终聚变形成1个氦原子，同时释放出中微子、伽马光子和部分能量，根据爱因斯坦质能方程，在太阳内部核聚变释放能量的过程中，势必会产生一定的质量亏损，经测算，太阳每秒钟参与核聚变的氢元素总量将达到7亿吨，而实际损失质量的速率约为每秒500万吨，那么50亿年太阳在主序期内共消耗的氢共有1.1*10^26吨，损失的重量约为7.9*10^23吨，这个数据看起来非常庞大。

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但是，我们将这个损失的数量，与太阳的绝对体量进行一下对比，太阳的总质量为2*10^27吨，其中氢1.5*10^27吨，所以50亿年来太阳中的氢已经消耗了7%左右，而实际质量损失仅占到0.4% 。所以，我们单从质量上来看，太阳在漫长的主序期内，其质量损失占比实在是太过于微小，我们人类在几百年的天文观测历史中，更是无法观察到太阳的质量和体积变化。

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另外，太阳内部的核聚变，是比较“温和”地进行的，太阳内部的氢，其实并不是一下子都参与核聚变反应，而是几亿个氢原子只有一个可以在一定时间内产生量子隧穿效应，就是这部分氢激发出的核聚变，其释放的能量向外产生的辐射压，能够与太阳外层物质向内的重力相互平衡，从而支撑着恒星外形的稳定。当恒星内部随着氢元素的不断消耗，如果核反应强度有所降低，那么向外的辐射压减小，外层物质向内的重力会占据上风，推动太阳向内收缩，在此过程中，外层物质的部分重力势能转化为内能，加上收缩过程中物质的相互挤压、摩擦和碰撞，使得内核的温度和压力逐渐提升，从而强化了内部核聚变的环境条件，推动核聚变程度重新恢复到正常水平，辐射压也重新回升，太阳的体积又保持在原来的状态而不至于变小。