為什麼太陽會一直發光

我們每天看到的太陽，它為我們帶來溫暖、光明、生機，我們習以為常的時候，有沒有想過為什麼太陽能源源不絕提供能量呢？它無限量的原料來自於什麼呢？

太陽主要由氫和氦組成，其中氫佔約74%，氦佔25%，其餘還含有少量的氧、碳、氮、矽、硫等，所以可以說太陽其實是一團巨大的氣體。太陽的體積非常大，是地球的130萬倍，巨大程度難以想象。太陽的核心非常高溫且高壓，非常有利核聚變的發生，太陽能在太空的無氧環境中，持續地進行燃燒並發光，完全是核聚變的功勞。

核聚變是一種核反應過程，又叫核融合。簡單來說，核聚變是指當兩個或多個原子核結合成一個較重原子核的過程，當中需要極度高溫且高壓的條件。在各條件充裕下，原子核在持續進行碰撞後成功發生了結合。在核聚變過程中，並非所有質量都能成功轉換或結合，而當中所損耗的就會以能量的形式釋出。在太陽的核心，就是在不斷發生以氫為原料的核聚變，將氫原子結合成氦原子，亦即是說，太陽每秒鐘會發生360,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000次的核聚變，當中每秒會有約430萬噸的質量轉化為能量，而這就是太陽能持續不斷地釋放能量的關鍵。亦可以理解為，太陽之所以會發光發熱，就是因為它在不間斷且非常頻密地爆炸。

但是，太陽為何能無限量地提供能量呢？其實太陽的能源是有限的。剛說明到太陽是以氫原子結合成氦原子的方式發生核聚變來提供能量，但在太陽的氫是有限的，儘管存量非常龐大，但也會有耗盡的一天。目前太陽已運行了約46億年，且預計還可發光發熱約50億年。但是50億年後，會發生什麼事呢？

在46億年前，因為一部分分子雲的坍塌而形成了太陽，分子雲是由氫和微塵組成的極大密度和質量的雲體。太陽形成後，因為各有利條件的配合，太陽核心漸漸產生熱量，最終誘發核聚變，進入了主序階段，亦即是現在的階段。在主序階段，太陽的核心平穩地發生核反應，同時太陽愈來愈熱，愈來愈大，愈來愈光。亦即是說，在太陽形成並進入主序階段運作至今，太陽已經熱了不少，大了亦光了不少。

再經過約50億年後，太陽核的氫便會耗盡，只剩下氦，以氫為原料的核聚變將會停止。太陽的核心將會收縮而產生更高溫度，並開始轉而進行轉化氦，即轉而進行氦原子核聚變，將氦融合成碳。亦因為之前氫原子核聚變都是在核心發生，在太陽外殼層仍有不少氫存在，此時因為太陽核心收縮，溫度升高，外殼層的氫也發生核聚變，變得更光亮更熱，亦因為變得更光更熱，太陽會在收縮後變得比之前更加龐大，此時便會進入紅巨星階段。太陽此時能量和質量非常巨大，可能會開始吞噬周邊的星球，金星、水星、甚至地球。不過有科學家認為，此時地球上或許早已沒有了生命，因為太陽在主序階段的不斷升溫變亮，其幅射的強度早已使生物滅絕。

再當太陽核心的氦也耗盡時，氦原子核聚變就會停止，此時的太陽質量早已因為之前的過程消失了不少，沒有能力再以碳來發生融合以繼續提供能量。太陽的氣體開始四散，最終變為白矮星。亦即是說，在此時，太陽已經成為核殘骸，不會再發生任何的核聚變過程，只是一個碳核心，即使仍會發出光亮，亦只是因為之前的一系列高強度的核聚變反應所殘留下來的熱輻射。