58 太阳的宿命是什么？

电影《流浪地球》的大背景是太阳即将发生“氦闪”，将要吞噬地球，人类决定把地球从原来的位置移走，从而逃离这次毁灭性的灾难。什么是氦闪？氦闪发生以后太阳会变成什么样子？

太阳这样的恒星有一个固定的大小，而不是在自身引力的作用下无休止地收缩，是因为恒星内发生的核聚变反应会产生向外的爆炸，这种向外的爆炸冲击力阻挡了引力的收缩趋势，并与之保持平衡，这让恒星有了固定大小。但如果有一天，核反应的燃料用完了，这种爆炸就不能继续，向外的支持力就会消失，引力的收缩趋势继续占据上风，如此一来恒星将继续坍缩。

太阳内部发生的核聚变反应是最普通的核聚变，它的反应过程是氢结合成氦。氦之间其实也可以继续发生核聚变，生成碳和氧。但是要发生氦的核聚变反应是更加困难的，需要更高的温度和压强。当太阳上的氢核聚变结束以后，向外的支持力消失，在引力的作用下太阳会坍缩。在这个剧烈的坍缩过程中太阳内部会持续升温，它的内部压强也会增大，从而达到开启短暂（约几分钟）氦核聚变的环境。在这个过程中，太阳会发出猛烈的能量流。氦核聚变开启，巨大的能量流涌现出来，这个过程就叫“氦闪”。

在氦闪的过程中，太阳会释放出巨大的能量，它波及的范围会把地球吞噬，其能量释放的过程会持续10万年左右，太阳会变成一颗“红巨星”。红巨星状态是太阳的核反应结束了，内核坍缩的同时，外壳向外膨胀变成红色，表面温度也会从6000摄氏度降低至5000摄氏度左右。为什么会这样？其实很简单，你一定在电视上见过废旧大楼被拆除时的爆破场景，爆破之后，楼虽然坍塌变小了，但会掀起很大的烟尘。红巨星也一样，太阳核聚变反应完毕，向内坍缩，变成一颗小体积的白矮星，坍缩过程也会像大楼倒塌一样，在宇宙中掀起巨大的烟尘，这个状态就是红巨星。红巨星严格意义上不是一颗稳定的天体，而是太阳演化成白矮星的中间态。

白矮星的状态，是恒星结束了所有可能的核聚变，仅仅以简并压支撑其固定大小的状态。太阳变成白矮星后，表面温度是8000摄氏度左右，比太阳现在的表面温度还要高一些。白矮星发出的白光纯粹是因为8000摄氏度的温度所产生的热辐射。就好比你把一块铁加热到几千摄氏度，它也会发光一样。等白矮星的热辐射也全部完毕之后，它的表面温度会降到跟宇宙中真空的温度一样，从而变成一颗黑矮星。科学家们已经通过天文观测观察到了白矮星，但黑矮星还没有找到过，因为根据理论预测，白矮星散热效率很低，变成黑矮星可能要花900亿年时间，而宇宙存在的时间只有137亿年左右，自然没有足够长的时间等待黑矮星的形成。

根据计算，太阳将在50亿年以后发生氦闪并逐渐变成一颗白矮星，这离《流浪地球》里描述的情况还有很长一段时间。到那个时候，人类是否还存在，即便存在，还是否生活在地球上，已经很难预测了。