氦闪是怎么回事？地球在未来真的会毁于太阳的氦闪吗？

看过《流浪地球》的人应该都不会对“氦闪”感到陌生，相信不少人都会将其想象成“氦闪过后，地球寸草不生”，或者是“氦闪会让太阳急剧膨胀，进而吞噬地球”。那么问题就来了，在真实的宇宙中，地球在未来真的会毁于太阳的氦闪吗？要回答这个问题，我们需要先来了解一下氦闪是怎么回事。

太阳的内部一直存在着两种力量的较量，其中的一方是太阳自身的重力，其方向是由外而内，另一方则是太阳核心反应区的核聚变所产生的“辐射压”，其方向是由内而外，现在的太阳之所以能够处于一个稳定的状态，其实是这两种力量达到了一种动态的平衡。

(资料图片仅供参考)

具体表现为，如果“辐射压”略占上风，太阳就会出现膨胀，其核心反应区的温度也会随之降低，而核聚变的反应速率与温度密切相关，温度降低了，反应速率也就会下降，所以“辐射压”就会降低。

在此之后，重力就会略占上风，太阳就会收缩，其核心反应区的温度也就随之升高，温度升高后，核聚变的反应速率就会提升，于是“辐射压”又会略占上风……

然而太阳并不能一直维持这样的稳定状态，毕竟太阳的“核燃料”并不是无限的。实际上，太阳的“核燃料”其实就是氢，而太阳释放出的光和热，其实就是在氢聚变成氦的过程中产生的。

需要知道的是，太阳的温度是从外到内逐渐递增的，只有在太阳的核心反应区才存在点燃氢核聚变的条件，而由于“辐射压”的存在，太阳外层的物质并不能进入太阳的核心反应区，因此太阳在主序星阶段只能消耗其核心反应区的氢。

当该区域的氢消耗殆尽之后，太阳的主序星阶段也就终止了，此时太阳的核心区域几乎全部都是氦，为方便描述，我们不妨将其称为“氦核”，由于此时“氦核”的温度还不足以点燃氦的核聚变，因此太阳内部就失去了对抗重力的“辐射压”，于是太阳就会不断收缩。

太阳的收缩，就意味着其内部的温度会越来越高，而“氦核”的温度上升得尤为明显，当“氦核”的温度升高到一定程度时，其外侧的那些原本从未参与过核聚变的氢就会大量地发生核聚变，我们可以将其称为“壳层核聚变”，于是太阳内部就又有“辐射压”了。

“壳层核聚变”比太阳在主序星阶段的核聚变要激烈得多，其产生的“辐射压”此时会大占上风，在这种情况下，太阳的体积就会持续膨胀，进而演化成一颗庞大的红巨星。

进入红巨星阶段的太阳，其“氦核”的温度依然没有达到氦的聚变所需要的条件，所以“氦核”仍然会有不断收缩的趋势，而随着“壳层核聚变”的持续，大量的氦也会不断地堆积，其造成的后果就是“氦核”越来越大，收缩的趋势也越来越明显。

在这种情况下，“氦核”就会变得越来越致密，温度也越来越高，当温度达到大约1亿度时，氦的核聚变就会被点燃。

此时“氦核”中的物质早已被重力“压缩”成了简并态，仅凭“电子简并压”来对抗重力，简并态物质有一个重要的特点，那就是它们的体积不会受到温度的影响，也就是不会“热胀冷缩”，所以这种物质就无法通过膨胀来降温，所以氦的核聚变一旦启动，其释放出的能量就会使“氦核”的温度迅速上升。

与氢核聚变相比，氦核聚变的反应速率对温度更加敏感，“氦核”的温度上升，就会迅速引发其中更多氦发生核聚变，这就会造成“氦核”的温度进一步上升，这样就形成了一种正反馈，于是氦核聚变的反应速率就会急剧提升，进而使“氦核”发生热失控的核聚变。

不过这样的情况并不会持续多久，因为在巨大能量的驱动下，“氦核”中的物质很快就会退出简并态，如此一来，“氦核”就可以通过膨胀来降温，热失控的核聚变也就结束了。

看到这里，相信大家已经知道了，这就是所谓的氦闪，通常情况下，氦闪只会持续几秒钟的时间，但就是在这几秒之内，其产生的能量密度可以超过太阳在主序星阶段时的上千亿倍，由此可见，氦闪的威力确实相当惊人。

然而从氦闪的形成原理我们却可以清楚地看到，氦闪其实是发生在太阳进入红巨星阶段之后，而这也就意味着， 地球在未来并不会毁于太阳的氦闪 ，为什么呢？ 因为早在太阳发生氦闪之前，地球就已经被变成红巨星的太阳吞噬了 。

当我们在宇宙中四处张望的时候，总是会看到密密麻麻的恒星，通过对这些恒星的观测，我们就可以知道各种恒星从诞生到走向消亡的整个过程，科学家早已通过观测数据建立起了完整的恒星演化模型，据此就可以估算出太阳在红巨星阶段时到底有多大。

根据科学家的估算，在大约50亿年后，太阳就会演化成红巨星，届时它的半径将会是现在的200多倍，其表面可以轻松抵达地球围绕太阳的公转轨道，所以地球在此时就会被这颗庞大的红巨星吞噬，而在太阳进入红巨星阶段大约10亿年之后，氦闪才会发生。

值得一提的是，太阳的氦闪可以多次发生，每一次氦闪都会消耗大量的氦，而氦闪发生之后，其外层的“壳层核聚变”所产生的氦又会持续累积，当达到一定程度时，就会发生下一次氦闪。

就这样，太阳会在一次又一次的氦闪中走向消亡，在此过程中，太阳的外层物质会被大量抛离，进而形成一片壮观的行星状星云，而其内层的物质则会逐渐形成一颗致密的白矮星，而届时的地球早已不复存在。

当然了，这只是宇宙中自然演化的结局，并没有考虑到人类的影响，或许我们可以乐观地认为，随着科技的持续进步，未来的人类应该可以改变地球、甚至是太阳的结局。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家 关注我们 ，我们下次再见。

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关键词： 反应速率 是怎么回事 氢核聚变

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