光水年至今多少年，巴黎水至今多少年了

前言

我們人類發展至今，依靠的就是聰明的大腦和智慧，但有一樣東西也是人類發展不可缺少的，那就是能源。

人類對能源的最早利用，就是使用牛馬羊等牲畜，使用它們的力氣幫忙搬運貨物或者加快移動速度，這是對生物能的利用。但是這種利用方式十分不方便和不穩定，對能量的利用效率實在太低了。

后來人們在河邊建造水車，利用水流的力量推動機器，再往后就是挖煤礦推動蒸汽機，從黑乎乎的石油中提煉出和柴油，以燃燒的方式推動內燃機。

一直到現在，我們人類已經能夠使用各種能源來幫助我們推動機器，極大地提升了生產效率。現在人類利用的所有能源，除了核能，其他能源基本都是
太陽。

風能是陽光照射導致溫度不均衡引發的空氣流動；河流的重力勢能是陽光引發的水循環將海水運輸到海拔高的地區，然后水流向大海；石油煤炭等化石能源都是在太陽光的幫助下，植物將二氧化碳等物質轉化為有機物，這些有機物的殘骸被埋在地下，最終形成煤炭和石油。

如果沒有太陽，這個世界就不會有任何溫度，生命也不會在地球上出現。可以說陽光的存在，是生命和人類文明出現的基石。

但科學家們計算，我們的太陽終究有一天會熄滅，而太陽的熄滅可能要10000年甚至更長時間才會被人類觀測到，這是怎麼一回事呢？

太陽的熄滅過程

很多人并不知道，太陽是如何發光的，在大多數人的腦海中，太陽就像是一個熊熊燃燒的大火球。

在我們的常識中，所有被點燃的火苗，都可以被水澆滅，所以曾經
絡上流傳著一個問題——太陽能被水澆滅嗎，需要用到多少水？

相信不少人自己在胡思亂想時，也會想過這個問題。但實際上，問題的答案很是出乎意料，因為用水澆滅太陽，結局卻是這些水全部都變成太陽的燃料，澆的水越多，太陽發光的時間越長，溫度也會變得越高。

而且更加離譜的是，如果要先準備好足夠多的水——比如像太陽那麼大的一個水球。那麼這個大水球自己就會在重力的作用下猛烈坍塌，水球的核心會被壓成一個高溫高壓的環境，核心被壓得開始核聚變，于是這個水球最終自己也變成一個新太陽了。

太陽一開始其實也與這個大水球很相似，它本質上是一大堆，在重力的作用下形成一個大球，這個球的核心也被自身的重力壓得開始核聚變了。所以太陽本質上并不是一個被點燃的火球，而是一坨超大型的核聚變反應堆。

核聚變的原理可以說得很簡單，其實就是一些原子序數比較低的元素，比如兩個氫元素會在高溫高壓的情況下被壓縮成一個比氫元素更重一些的氦元素，在合并過程中，兩顆原子中多余的粒子會被擠壓出來，轉化為能量。

正是這些能量，讓正在核聚變的太陽開始發光，所以準確地說太陽并不是因為燃燒而發光的，它實際上是通過黑體輻射的方式將光和熱輻去的。

太陽無法被水熄滅，但是太陽會隨著燃料用盡而漸漸熄滅，對于所有恒星而言，這是一個必然的發展過程，會漸漸轉化為氦氣，現在太陽的物質構成就是大約四分之三的氫和三分之一的氦，當太陽的氫元素全部耗盡時，氦元素會接著發生核聚變，生成鋰元素。

沿著原子序數表一直聚變下去，直到太陽被全部轉化為鐵元素時，太陽就正式熄滅了。因為鐵元素已經十分重了，它無法再被自身的重力壓得產生核聚變，比鐵更重的元素一般都是在超新星時產生的。

讓很多人無法理解的是，即便太陽熄滅了，我們也無法見證它熄滅的那一刻，太陽熄滅后起碼要過一萬年，人類才能見到太陽的熄滅。

這時候應該就會有人說，地球與太陽之間的距離是1.5億公里，光的速度是30萬公里每秒，計算一下就能得出，太陽上的光到達地球只需要大約8分鐘的時間，太陽熄滅八分鐘后，地球上就會失去陽光，怎麼可能要等一萬年才能發現太陽熄滅？

被太陽禁錮的光子

造成這種現象的主要原因，其實是因為太陽內部的光子，被禁錮住了。這是一個十分神奇的現象，光子本身是一個沒有質量的粒子，正因為沒有質量，所以它才能達到光速。

而所有的太陽光實際上都是從太陽內部的核聚變反應堆中產生的，也就是在太陽最中心處出現。而整顆太陽實際上沒有固態物質的存在，基本上全是等離子體，火焰也屬于等離子體的一種。

所以如果有一顆不怕高溫的固體物質掉到太陽表面，那麼它可能會直接掉進太陽最核心的反應堆之中。

因為沒有固體，所以太陽核心產生的光子才可以直接離開，光子離開太陽的路徑很簡單，從核心處出發，經過厚度大約有四十萬公里的輻射區，然后再經過十萬公里左右的對流區，最后到達太陽表面，在八分鐘之內就能輻地球表面來。

但是事情并沒有那麼簡單，光子出發后，在輻射區至少要走一萬年。我們知道，光速每秒能達到三十萬公里，但是要突破四十萬公里厚的輻射區為何需要這麼長的時間呢？

太陽核心的光子是以高能光子流（亦稱γ射線）的方式從太陽核心釋放出來的，離開核心后，才前進幾微米，太陽中的等離子體就會把它吸收，吸收過后再將這個光子流分散輻去。

我們可以將這個場景想象為光子流是以一個普通的，然后輻射區中全是一些類似三棱鏡一樣的透鏡，會將這些吸收并重新分散發射。

由于在輻射區的等離子體太多太多了，而且光子每次被吸收在發射后的方向都是隨機的，有可能它會被發射回到太陽的核心中去。

所以即便光子有超快的光速，但它們只能在輻射區中不停地兜兜轉轉，經過科學家們的計算，在輻射區的光子一天可能都走不到十米遠，所以一粒光子至少需要一萬年才能到達輻射區與對流區的邊界。

對流區與輻射區的等離子體濃密程度，就像大氣層和地殼表面一樣大，所以即便對流區也有等離子體，但光子只需要十天左右就能到達太陽表面。

到達表面之后，光子就能順利地以每秒三十萬公里的速度在真空中暢游，最后在八分鐘后照射在我們的地球上，為我們帶來光和熱還有幾乎用之不盡的能源。

什麼是黑體輻射

陽光之所以需要經歷如此曲折的路線才能成功離開太陽，根本的原因在于太陽實際上是一個“黑體”。我們生活中能看到的大部分都是由黑體產生的。

實際上，世界中所有的物體只要超過絕度零度，就會無時無刻向外發射光子，只是大多數物質散發出來的光子太少，導致頻率太低，屬于不可見光。

比如我們人類，體溫達到37℃，這個溫度讓我們無時無刻都在散發著線，如果帶上線眼睛就能輕易看到每一個人都在發光，但平時我們啥也看不到。

想要發射可見光，物體溫度就必須達到一定程度才會開始發光，比如一塊黑色的鐵錠，用火焰燒它，溫度高到一定程度時就會發出紅光，這是它的溫度正在朝外輻射，隨著溫度增加發射的可見光會更多，這塊鐵會從紅色到，最后高溫熔成鐵水的時候就會散發出白光。

而我們平常所見的白色太陽光，就是太陽的溫度足夠高，散發出包括全部可見光的頻率。而太陽本身與鐵塊是一樣的，它的溫度都必須從內部向外部發射。

但是前文說道，太陽內部有許多等離子體會將太陽發射的光子全部折射，讓其以極慢的速度向外傳播。

所以在太陽形成初期，它的內部核心的核聚變反應堆剛剛被點燃時，無法順利離開太陽本體，此時從外部看去，太陽就是一個大型的氣態行星——大概就是一個放大版的木星。

直到一萬年或更長的時間過去后，才開始從太陽深處釋放出來。所以當太陽內部的核反應堆無法持續下去時，在輻射區的依舊會繼續往太陽表面前進，在輻射區的光子被完全消耗掉之前，陽光都不會消失。

就像被燒紅的鐵塊停止加熱后，鐵塊上的光芒依舊會存在，直到鐵塊完全冷卻了，才會消失。這就是為何太陽熄滅后還需要10000年才完全變暗。

太陽未來的變化

我們的太陽看上去就像永遠不會熄滅，但是，太陽最后會變成一顆不再發光的黑矮星，這顆黑矮星的主要組成成分將會是碳和氧。

現在的太陽正在穩定地消耗氫元素，將其聚變為氦，隨著氫元素漸漸變少，核聚變也會越來越激烈，于是太陽以每11億年就會變亮10%。

升高的溫度和亮度會直接將地球表面的水分全部蒸干。原本全是冰塊的土星、海王星和星有可能會出現液態水，所以生命宜居帶會向外移動。

當太陽內部的氫元素消耗光后，氦元素開始聚變，這過程中太陽會膨脹成為紅巨星，膨脹后的太陽很可能會將地球給吞噬掉。

再之后，氦元素在高溫高壓之下會聚變出碳元素，引發氦閃。但由于太陽的質量不夠大，它無法一直憑借自身重力聚變下去，隨著時間的推移太陽最終會變成一顆高密度的白矮星，它的質量只有現在的54%，體積卻只有現在的地球大小。

變成白矮星的太陽無法繼續核聚變，自然就無法繼續發光，于是白矮星會慢慢變暗變黑，就像失去加溫的鐵塊一樣，最終變成一顆黑矮星。

結語

太陽為生命的發展提供了幾乎所有的能量，我們人類也是通過利用太陽能源漸漸發展起來的。

但是太陽的生命終究會終結，甚至在太陽生命終結之前，太陽漸漸提升的溫度和亮度都有可能會讓我們人類滅絕，所以我們需要抓緊研發出空間移動的能力，只有這樣才有可能將人類文明一直延續下去。