
在50亿年前,太阳系处于一片混乱状态,随着太阳的诞生,它吸收了周围大量的物质,使得太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,而其它物质的总质量只有百分之0.14。
这表明太阳的质量非常大,而且它并不是宇宙中第一批诞生的恒星。
在太阳系中存在大量的重元素,这些重元素只能是由一颗大质量恒星死亡后形成的,而这恰恰说明了宇宙中诞生的第一批恒星的质量都很大。
我们的太阳是一颗普通的恒星,它的寿命约为100亿年。
目前为止,太阳已经燃烧了50亿年,还剩下50亿年的寿命。
那么为什么太阳能够燃烧这么长时间呢?这个问题人类在19世纪就开始研究了。
当时的科学家认为,太阳只有两种产生能量的方式,要么是通过收缩产生光和热,即向中心收缩,同时释放出能量,因此体积会逐渐缩小;
要么像火柴一样燃烧。
在这两种推测的基础上,当时的科学家对太阳的寿命进行了测算,但是计算出来的年龄和实际年龄的出入很大。

直到爱因斯坦提出了著名的质能方程E=mc^2,证实了任何有质量的物体都有相对应的能量。
在1920年的时候,英国科学家提出,太阳其实就是将质量转化为能量来进行燃烧的。
根据科学家的研究得出,太阳内部通过核聚变反应,已经燃烧了6*10^26吨质量。
这相当于消耗了10个地球的质量,但对于太阳来说微不足道,因为太阳的质量很大,目前消耗掉的能量只有它质量的百分之0.03。
核聚变是一种物理变化,而普通的燃烧是化学变化,所以两者在本质上存在很大的区别。
核聚变反应指的是在一定条件下(高温和高压状态下)原子核相互发生碰撞产生的。
这些原子核发生碰撞的过程中,会生成新的更重的原子核,并因为质量亏损释放出巨大的能量。
简单来说,核聚变反应不需要氧气也能够产生,只要处于高压或者高温状态下就能够发生变化。
在太阳的内部中心温度高达1500万摄氏度,是一个集高温、高压、高密度的区域。
在这个核心部位,太阳通过氢核聚变反应变成氦元素,并释放出巨大的能量。
一般情况下,4个氢原子核聚变成一个氦原子核,其质量会亏损0.0276个单位,相当于1克氢会亏损0.0069个单位,这个亏损的质量会转化为能量释放出来。

这个能量是以光子的形式被释放出来的,形成了太阳的光和热。
这个过程中,太阳每秒钟会释放出约3.8×10^26焦耳的能量,相当于每秒钟释放出能量的总量约为太阳质量的4.26百万倍。
在太阳的内部,氢原子核聚变反应是持续进行的,这个过程会不断释放出能量,使太阳能够持续燃烧。
然而,太阳的燃料并不是无限的,随着氢元素被转化为氦元素,太阳的核心会变得越来越小,同时太阳的温度和压力也会随之增加,这会导致太阳外层的物质膨胀,并形成一个巨大的气体层,我们称之为太阳的大气层。
在这个大气层中,太阳表面的温度约为5800K,它释放出的能量主要以光和热的形式被传递到太阳系中的其他行星和天体上。
太阳的能量来自于核聚变反应,这个过程会持续进行,使得太阳能够持续燃烧。
太阳系中的行星和天体都受到太阳的引力影响,而太阳也在它们的引力作用下保持着平衡。
太阳系是宇宙中一个非常普通的星系,它的诞生和演化过程为我们研究宇宙的起源和发展提供了重要的线索。
你甚至可能还在太阳系外围,连这片家门口的荒地,都没有彻底穿过去。
你肯定听过答案:一光年,大约九万四千六百亿公里。
可这个数字太大了。
多念一个零,少念一个零,对你的感觉几乎没有区别。
所以这一次,我们换一把尺子。
把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球,放在你面前。
地球跟着缩小,只剩一粒细沙那么大。
你把它放到距离玻璃球两米七的位置,地球轨道就摆好了。
接下来往外走。
走过木星、土星,一直走到八十多米外,你终于放下海王星。
整个八大行星的地盘,看起来也就一个足球场的尺度。
那么,一光年的刻度,应该放在哪里?球场外面?隔壁街道?还是城市另一头? 都不够。
你得从这颗玻璃球出发,走出去大约一百七十公里。
记住,地球才在两米七外。
海王星才在八十多米外。
而你现在要跨过的,是一段足以连接两座城市的距离。
沿途绝大多数地方,连一颗行星都没有。
你以前看到的太阳系示意图,把行星挤得整整齐齐,却很难让你真正感受到,它们之间到底空成什么样。
如果把人类的探测器,也放进这套模型呢? 旅行者一号,一九七七年出发,掠过木星和土星,一路飞向太阳风影响之外。
它每秒能飞十七公里。
你眨一下眼,它就已经越过一座城市的一部分。
可持续飞行近半个世纪,它在这套模型里,也不过走到距离玻璃球几百米的地方。
前面那条通往一光年的路,依然长得几乎看不到尽头。
按每秒十七公里算,飞完一光年,需要大约一万七千六百年。
你出发时留下的城市,可能已经消失。
你说的语言,可能早就没人听得懂。
而飞船,还在赶路。
你可能觉得,这不公平。
旅行者一号毕竟是几十年前的技术。
换一台快得多的探测器,总能把时间压下来吧? 帕克太阳探测器,在最接近太阳时,速度能达到每小时约六十九万公里。
假设它能一直保持这样的速度,飞完一光年,仍然需要一千五百多年。
而且,这已经是一个过于理想的假设。
帕克的极速,来自它沿轨道冲向太阳时的加速。
离开太阳之后,它会减速。
那个惊人的纪录,不能直接变成一张通往恒星的车票。
不过,先让我们跳过这些困难。
假设未来的你,终于抵达一光年外,在那里建起了一座太空站。
你回头看,太阳还看得见吗? 看得见。
它不会彻底淹没在星海里,仍然会是一颗非常明亮的星。
但你熟悉的金色圆盘消失了,剩下的,只是一个指向家的光点。
抵达这里的阳光,比地球附近微弱了约四十亿倍。
能看见它,不代表还能靠它照亮身边的世界。
就像远处一盏灯,你知道它亮着,脚下却依旧一片漆黑。
至于地球,那颗你想念的蓝色星球,肉眼已经根本找不到。
它自己不会发出可见光,只能反射太阳的光。
那一点微弱的亮度,几乎淹没在太阳旁边。
更让人难受的是,就算设备足够好,让你看清了家乡,你看到的,也是一年前的地球。
因为光从那里来到你的眼睛,已经走了整整一年。
这时候,你想给家里发一条消息。
今天是家人的三十岁生日。
你对着镜头说出生日快乐,按下发送。
消息离开天线,穿过黑暗,等它抵达地球,那个人已经三十一岁了。
对方看完,立刻回复一句谢谢。
你再收到这两个字时,又过去一年。
一来一回,两年。
这里最奢侈的东西,可能就是一次普通的聊天。
你问家里今天怎么样,等到回答抵达,那个今天,早就变成了两年前。
你换更好的天线,能让画面更清楚,声音更清晰,却不能把这一年变成一秒。
无线电和激光,在真空中都以光速传播。
设备可以升级,距离带来的等待,却不会自动消失。
如果太空站突然出了故障呢?你向地球求救,就算那边的人收到后立刻想出解决办法,操作指令也要等两年,才能回到你手里。
真正走进星际空间,你得先学会自己解决问题。
因为在这里,连一句别着急,都可能来不及。
可一光年外,到底有什么在等你? 没有一堵墙,没有一条天然边界,也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。
这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。
我们认为,远离行星轨道的地方,还分布着奥尔特云中的冰冷天体。
它的范围仍有不确定性。
一光年的终点,甚至可能还没有超出这片遥远的区域。
穿过太阳风形成的边界,和离开所有绕太阳运行的天体,并不是同一件事。
而最近的另一颗恒星,比邻星,距离我们约四点二四光年。
你费尽力气走完这一光年,连去它那里的四分之一路程,都还没走到。
所以,下次再听见一光年,不妨想想那颗玻璃球。
地球在两米七外,你站在一百七十公里外。
脚下没有路灯,没有补给,也没有能立刻回答你的人。
而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离,在宇宙里,却只是尺子上最开始的一个刻度。
经过成千上万次扰动后,外围行星轨道将被打乱,太阳系也会提前“散伙”。