太阳也是核聚变反应，为什么太阳能够维持稳定而不发生爆炸？

　　其实太阳自身拥有一项人类梦寐以求的技术：可控核聚变反应 。
　　那具体咋回事呢？
　　我们需要先来了解一下太阳形成。话说宇宙大爆炸之后，经历了两代恒星。在目前太阳系附近位置，第二代恒星发生了超新星爆炸，把物质抛到了太空当中。
　　后来，在现在太阳系附近的位置，星云物质开始在引力的作用下形成了太阳以及太阳系早期的其他天体。而太阳和其他行星最大的区别在于，太阳占据了太阳系99.86%以上的质量，99%以上是氢元素和氦元素组成。在这个尺度下，太阳的物质在引力作用下都在向中心压缩，当中太阳核心的位置温度变得特别特别高，其实本来是达不到足以引发氢的核聚变反应的温度。但由于量子隧穿效应的存在，所以可以发生了核聚变反应。
　　这里，我们要注意了，这种反应其实和氢弹的原理是一样的，但是太阳没有像氢弹一下子炸掉，
　　是因为太阳的核心的核聚变反应和温度是相关的，而温度高低其实取决于太阳核心受到的压力作用的大小。这其中有一对相互博弈的力，一个是太阳自身引力，一个是核聚变向外产生的向外压力。
　　如果太阳自身引力占据上风，而核聚变向外压力处于下风，那说明太阳核心的受到的压力是比较大的，温度就会上升，这时核聚变反应就会更剧烈一些，产生更大的向外压力，去和引力抗衡。这时候，中心的受到的压力就会下降，温度就会降低。
　　如果核聚变向外的压力处于上风，而太阳引力处于下风，那说明太阳核心受到的压力是比较小的，温度就会下降，核反应的程度也就会减弱，这时候向外的压力就会减弱。这时候，引力就会慢慢占据上风的位置，让核反应的程度加强。
　　因此，太阳自身引力其实和核聚变向外的压力使得太阳的核反应处于一种动态平衡的状态，这才使得太阳不会一下子炸掉。
　　不过，太阳的稳定并不是持续不变的，要知道太阳要时时刻刻向外辐射能量，每秒大约有400万吨的质量转变为能量，也就是损失掉这么多的质量。随着质量的减少，太阳的引力也就会减弱，当减弱到一定程度之后，引力就不足以对抗核聚变产生的向外压力，太阳就会膨胀得特别大。太阳的大气可以差不多扩大到地球轨道附近。地球甚至有被吞没的可能性。
　　这时候的太阳其实变成了一颗红巨星，而我们现在的太阳其实处于青壮年的状态，在天文学上也叫做主序星时期。这个时期大概会持续100亿年，现在是已经度过了46亿年。也就是说，再过50多亿年后，太阳将会控制不住自己，膨胀开来。
　　答：太阳内部的核聚变反应，只在太阳中心的一小块区域内进行，由于太阳巨大的引力，核聚变释放能量产生的热膨胀和引力相互平衡，所以太阳不会瞬间解体。
　　太阳每秒钟释放大约4*10^26焦耳能量，相当于5万亿颗广岛原子弹释放的能量总和，在太阳内部，主要进行着氢元素向氦元素的聚变反应，和氢弹的核反应原理类似。
　　之所以太阳不会瞬间爆炸解体，主要是太阳有着巨大的引力，核反应释放能量产生的热膨胀，还不足以让太阳物质完全脱离太阳引力；而太阳真正的核反应区，大约只有0.25个太阳半径，中心区域的温度高达1500万度，压力高达3000亿个大气压。
　　太阳表面温度只有大约5500℃，所以太阳从内到外，温度梯度是非常大的，只有中心的核反应区才进行着核聚变反应，接近太阳表面的绝大部分区域，都是太阳物质的对流区，热膨胀和太阳引力相互平衡。
　　氢弹的核反应原理虽然和太阳类似，但是氢弹瞬间释放的能量无法被束缚，所以氢弹随着爆炸就解体了；在人类进行的可控核聚变装置中，比如托卡马克装置，内部进行的核聚变与氢弹类似，但是托卡马克装置中的超导强磁场，可以把核聚变反应产生的高能粒子束缚在装置内，然后慢慢释放出来。
　　所以，太阳可以看成核聚变反应和引力相互平衡的结果，但是这种平衡并不会一直持续下去，天文学家预测在60亿年后，太阳的核聚变反应材料将会消耗殆尽，到时候太阳引力将会占据主导，使太阳收缩成一颗白矮星。
　　对于超过10倍太阳质量的恒星，在演化末期还有可能出现核聚变反应失控，然后以超新星的形式结束生命，这样的事件，在我们银河中大约每百年会出现两次。
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　　我们地球生命每天沐浴着太阳的光辉，生机勃勃，这一切完全依赖于太阳提供的能量。假如没有太阳，地球将是一个冰冷黑暗的世界。
　　既然我们如此依赖太阳，就该认真理解它的工作机制和结构。太阳的能量从何而来？为何可以持久稳定？
　　如今我们知道，太阳是银河系中千万颗恒星中的一员，是一颗光谱为G2V的黄矮星。太阳寿命大约100亿年，目前其年龄大约46亿岁。太阳的直径约为140万公里，是地球直径的100倍。其质量约为2x10^30公斤，约为地球质量的33万倍。太阳中心温度大约1500万K、表面温度为5770K。
　　太阳从内向外分别是中心核聚变反应区、辐射区、对流层和太阳表面大气层。
　　科学家告诉我们，现在的太阳是由71%的氢、27%的氦（自然界中第二简单元素）和2%的其他重元素（氧、碳、氖、铁等）构成，以核聚变的方式向太空释放着能量（光与热）。
　　那么，太阳的核聚变的过程为什么能够维持稳定而不发生爆炸呢？
　　首先，太阳质量巨大，内部的温度、密度和压力随深度而增大。核心区如同受控的＂氢弹＂爆炸，是一个持续＂受控＂的核聚变。
　　在太阳核心区，气体被外层的质量因引力作用而强烈向内压缩，密度达到铅的13倍。在这极端压力下，原子核聚合在一起发生核聚变反应，使得核心区压力进一步增大（约是2500亿个地球大气压），产生巨大的向外压力。这个由热核反应产生的向外压力，与外层质量因引力而产生的向内压缩力形成抗衡。最终结果是，太阳总体处于一个在天体物理学中叫做＂流体静力平衡＂的状态。
　　这种持久平衡，可使得太阳有一个持续上百亿年相对稳定的状态。它 既不会像炸弹一样立刻爆炸解体，也不会因引力作用立刻坍塌。宏观上力的平衡维系太阳的长久稳定。
　　其次，由于太阳核心区的密度非常大，1500万K的气体几乎是致密不透明。每秒约400万吨的质量在核心区转化为纯粹的能量，产生辐射。辐射粒子流与气体粒子发生激烈的反应，无法传播的很远。结果是，核聚变释放的能量在太阳内部各个方向上的辐射多次被物质吸收、再发射以及散射，循环往复。
　　由于太阳内部发出的辐射能量不能像真空中的光速一样快速传播，核心区的辐射需要花费10万年的时间才能到达太阳表面，虽然这段路程只有70万公里（半径）。之后，只需8分30秒的时间，阳光就能穿过浩瀚的太空到达地球。
　　OMG！ 今天我们正沐浴着的是10万年前远古智人时期的阳光！
　　（谢谢阅读）
　　其实这是一个很好的问题，很多人都知道太阳和氢弹都是利用的核聚变反应。但是偏偏是氢弹一下子全炸了，但是太阳却可以保持一个温和和稳定的反应趋势。
　　但这个问题其实很好回答，我们初高中都学过化学反应的过程，要知道，同一个化学反应也有快有慢的，比如：加不加催化剂，就会让化学反应的剧烈程度发生质的变化。虽然核聚变反应是在原子核层面进行的，但是道理其实和化学反应是一样的。
　　氢弹之所以一下子全炸了，说白了就是引爆氢弹的条件满足了核聚变快速反应的条件，而太阳之所以烧的很慢，说白了就是引发太阳的核聚变反应的条件只能让他达到这个反应速率。那具体是咋回事呢？我们就来具体地聊一聊。
　　氢弹
　　首先，我们先从氢弹说起，氢弹的核聚变反应用的是氢原子核的核聚变反应。这里的氘和氚其实是氢元素的同位素，也是质子数为1的元素，反应生成的是氦元素。
　　那要快速引爆氢弹的条件是什么呢？
　　科学家发现，要让氢弹引爆的反应条件是1亿度。这个温度对于人类来说是难以企及的温度，为了实现这个温度，科学家利用的办法其实是先引爆一颗原子弹，原子弹爆炸后产生的温度就能达到1亿度，然后利用原子弹产生的高温来引爆氢弹。
　　太阳的核聚变反应
　　那我们继续来看看太阳的核聚变反应。实际上，反应原理和氢弹的类似，也就是氢原子核的核聚变反应。一般来说有两条路径，分别称为质子-质子反应链和碳氮氧循环。但本质实际上和氢弹的核聚变是类似的，就是氢原子核核聚变生成氦原子核。
　　但是，两者的差别就差在了反应条件上了。氢弹的反应条件是1亿度，而太阳内核的温度只有1500万度。要知道，这么大的温度差，使得氢弹的反应速率远远快于太阳的核聚变反应是很正常的。
　　但同样的，这里也存在着一个矛盾。上文我们也提到了，科学家发现要使氢弹发生核聚变反应至少需要1亿度。但是为什么太阳的内核只有1500万度就可以被点燃呢？
　　具体来说是这样的，太阳其实处于一种特殊的物质状态。我们常见的物质状态是：固态、液态、气态。
　　而太阳则是等离子态，这是由于自身的质量巨大，占到了太阳系总质量的99.86%，导致自身引力巨大，引力会使得恒星内核的温度特别高，从而使得电子获得足够多的能量，摆脱了原子核的束缚。所以，太阳内核更像是一锅粒子汤。其中，原子核和电子到处乱串。这无形当中就增加了原子核相撞的概率。但我们要知道的是，原子核是带正电，这是因为原子核是由质子和中子构成的。质子是带正电的，中子是不带电的，因此，原子核是带正电的。
　　而同种电荷是相互排斥，也就是说，原子核会在静电斥力下被相互排斥，这其实增加了核聚变反应难度，核心问题就是需要克服这个静电斥力，这就需要额外的能量输入。照理说，如果没有外人来给这个系统输入能量，太阳的核聚变反应应该是不会发生。
　　不过，在微观世界中存在这一种量子效应，被我们称为隧穿效应。意思是说，原本在宏观世界中不可能的事情，或者说需要额外输入能量的事情，在微观世界中就有一定的概率发生。通过统计，科学家就发现，一对原子核每10亿年才发生一次核聚变反应。
　　照理说，这个概率是特别特别低的，低到几乎不会发生。不仅如此，如果我们仔细观测，就会发现，氢原子核中存在着一个质子，而氦原子核是2个质子和2个中子。这就是说，在这个过程中发生了4个质子转化为了2个质子和中子，也就意味着有2个质子要转变为中子。这其实是需要弱力参与的，而弱力是真的很难，发生的概率也很低。
　　我们要知道的是，偏偏太阳是足够大，粒子数足够多，因此再小的概率到了这里，都变成了大概率事件。但是由于＂隧穿效应＂和＂弱力＂的发生概率都很低，它们控制着核聚变的反应速率。所以，太阳不可能像氢弹那样一下全炸了，而是需要慢慢地烧着。
　　太阳发生核聚变为什么不爆炸？太阳是由古老天体大爆炸的回落能量聚变而来，是向内塌陷。大爆炸时所有能量向外释放是裂变现象。太阳是由古老天体撞击或太空涡流潮形成的黑洞引发的太空局部宇宙大爆炸后，回落的微能量粒子向回塌缩形成的太空星云演变而来。它己经历了中子星，质子星，现在己聚变到原子星的过程。太阳聚变爆炸释放的能量，来自它本身旋转的能量与外来射入的能量发生撞击释放而形成的。释放的能量随太阳的旋转形成一个涡流潮，能量涡流潮带动它周围的天体星球一起，在更大的银河系中心发出的旋转能量潮的作用下一起随银河系旋转。
　　太阳的能量之所以回落并旋转是受银河系中心旋转能量的向心力控制，使它不能无限向外逃逸释放，同时太阳也有一个自转的向心力，这个向心力来直周围恒星发射的能量，以及周围所有天体的反射能量。太阳聚变的过程实质是太阳的能量粒子与外来能量粒子相互撞击聚合的过程。当太阳的光子与外来的光子撞击成夸克粒子后，夸克粒子再撞击聚变成质子和中子，质子和中子撞击后聚变成原子核，最初的原子核便是现在太阳聚变成的氢元素同位素的各种原子核。
　　氢的原子核继续与夸克粒子撞击就聚变成了氦元素的原子核。太阳在不断向外发射能量粒子的过程中会与射向太阳的微能量粒子聚变成元素周期表中的所有元素，最终会演变成行星，然后演变成慧星，最终成为小行星。
　　所有的太空天体星球都是由微能量粒子聚变而成，最终又裂变成微能量粒子，这就是宇宙能量的不灭性，和虚实能量无限循环的变化性。
　　＂我们有理由相信，在不久的将来，能够理解恒星是如何工作的。＂——阿瑟·爱丁顿，1926年
　　太阳和所有的恒星一样，通过核反应发光，发热，在数十亿年的时间里将能量送入宇宙空间。但是我们知道太阳的质量大约是地球的30万倍，主要以氢的形式存在，那太阳为什么没有发生失控的核聚变，在很短的时间内消耗所有的燃料？而是稳定的在燃烧。
　　恒星为什么不会失控
　　要知道这个问题的答案，我们就要进入太阳的内部看一下为什么太阳需要数十亿年的时间才能缓慢的耗尽燃料。我们先把太阳和太阳系中的行星做一个比较！
　　当我们观察太阳系的内行星时，体积最小的行星水星也是质量最小的。下一个是火星，其次是金星和地球，内行星的质量和大小都很接近。当我们把越来越多的原子堆在一起的时候，原子数越多，组成的物体体积越大质量越大。但对于外行星来说。土星是太阳系中第二大的行星，其大小与木星差不多，直径约为木星的85%。但是在质量方面呢？土星的质量只有木星的三分之一！这个大小和质量不成比例啊，为了理解发生了什么，我们必须深入到原子层面。
　　木星是由氢和其他密度极高的元素构成。土星几乎是由相同的物质构成的，但木星的质量是土星的三倍。
　　所以木星的压力更大，原子会在更大的引力下向中心收缩，随着质量的增加，原子之间的距离也越来越近。
　　当质量越来越大的时候，核心会不断的收缩。当质量大约是木星质量的70倍或者是太阳质量的8%，核心的氢原子将会在巨大的压力下开始融合成更重的元素！
　　当核心点燃核聚变的时候整个行星就会膨胀。这是为什么呢？
　　当一颗行星在引力的作用下压缩原子的时候，原子本身的结构就可以抵抗引力。但是一旦压力过高，密度过大，发生核聚变的时候，质量转化为能量。而能量就以光子的形式向外辐射，产生辐射压力，将整个恒星的原子向外推。
　　此时就不是原子在抵抗引力了，而是核聚变产生的辐射压力。这样恒星就进入了一个主序星阶段，辐射和引力基本平衡，元素也会缓慢的沉降到核心！这样恒星就不会发生失控的核聚变了。那么是什么决定了恒星的反应速率呢？恒星质量的大小决定了其寿命
　　一颗像红矮星这样的低质量恒星要比木星大很多倍，而一颗像太阳这样的恒星则要大得多。
　　对于太阳来说，每一秒钟就会把6亿吨氢聚变成氦！这六亿吨的核聚变发生在太阳的核心（太阳半径的20%）。但是要记住，太阳的半径是70万公里；在其直径上可以排列100多个地球！如果我们把太阳核聚变的区域和它整个体积相比，我们会发现太阳每立方米＂只＂产生大约300瓦的热量，也就是两个成年男性所产生的热量。理论上，一群太阳核心大小的人可以产生和太阳一样多的热量。
　　核聚变的速率很大程度上取决于恒星核心的大小。对于我们的太阳来说，99%的聚变发生在恒星最内部24%的区域。对于质量较低的恒星来说，核心越来越小，这就大大降低了聚变的速率。
　　也就说说恒星的质量越低，就越暗，越冷，越红，寿命也就越长!
　　像太阳这样的g型恒星可能会存活100 - 150亿年，而一颗低质量、昏暗的红矮星（m型恒星）可能存在几千亿到几万亿年，远远超过宇宙的年龄!
　　但另一方面，当恒星变得越来越大，聚变核心就会变得越来越大。最大、最蓝的o型星的质量是太阳的100多倍，在不到100万年的时间里就会燃烧完全部的氢燃料！
　　对于所有像像太阳一样燃烧氢的恒星来说，决定恒星寿命的唯一因素是恒星的自身质量。
　　因此太阳以现在这样均衡缓慢的速度进行核聚变是因为它处在一个合适的质量。核聚变产生的辐射也足以抵消太阳内部的引力，正是正是核聚变和引力的平衡阻止了太阳的膨胀或收缩。恒星越大，释放出的辐射就越多，燃料的燃烧速度也就越快。这就是太阳由内而外的工作原理!
　　太阳内部发生着剧烈的爆炸，每秒损耗420万吨物质，释放的能量超过人类有史以来制造的所有核弹，但太阳引力又十分强大，可以将爆炸限制在一定范围内。
　　太阳内部由于压力、温度都十分的高，等离子体物质热运动十分迅速，氢核在这样的情况下剧烈的不规则运动，就可能相互碰撞，碰撞的时候氢核结合在一起形成氦核，同时伴随着质量损失和能量释放，这个过程就是一次微型的爆炸，而太阳核心区域物质异常稠密，这样的事情发生的很频繁，于是就组成了太阳系最猛烈的爆炸，向外喷发的能量在太阳表面掀起＂巨浪＂，日冕等结构的形成就是太阳能量波动。
　　但是太阳引力又十分强大，可以将＂爆炸＂的影响降到最低，爆炸的力和引力形成平衡，使得太阳维持在目前的主序星阶段，持续稳定地燃烧。而随着太阳内部参与核聚变的氢核的减少，太阳内核会收缩，启动氦的聚变反应，短时间内释放的能量，将推动外层物质突破引力的束缚剧烈的膨胀，这就是太阳的红巨星阶段，这样的现象是根据人类观测得出的结论，不是纯理论，更不是猜想。
　　而氢弹那样的核聚变过程是不同的，利用爆炸形成的高温高压点燃核聚变，释放庞大的能量，地球的引力、大气压力环境无法束缚这样剧烈的能量冲击，因此会造成巨大的破坏，但氢弹的核聚变原材料大部分都浪费了。
　　太阳是个大火球，每天燃烧自己。释放能量，照射大地。但是太阳周围有很多天体，恒星质子变是永恒的定律。铁元素是最终的变化，比较稳定。太阳有一个通红的恒星质子变磁场，可以释放体内的能量源头。所以不发生爆炸。
　　恒星不产生爆炸，这从根本的原因上说就是因为恒星受热的膨胀与万有引力的收缩达到了力的平衡的缘故，同样，太阳不产生爆炸的原因也是如此。
　　实际上，无论是像太阳这样的恒星，还是处在我们日常生活中的所有常见的物品，甚至是我们人体的本身，这都是力达到了平衡的一种结果。
　　只要力出现了不平衡，无论是恒星还是什么其他的天体或是日常常见的物质，它们都会产生收缩，膨胀，甚至是爆炸。
　　太阳是依靠核聚变来维持生命的一类恒星天体，它虽然庞大，但实际上产生核聚变的区域仅有其内核的一小块区域，可也正由于这一小块的核聚变而产生着大量的能量。核聚变产生的能量不断向外流动，使得太阳的本身拥有一个向外膨胀额力，从而有了可以与万有引力收缩抗衡的根本。
　　若万有引力突然消失了，或者是太阳内部突然产生比现在更为剧烈得多的能量释放，使得它内部膨胀的力突然远大于万有引力收缩的力，然后太阳就会产生爆炸。
　　不过这是不可能发生了，要发生爆炸的可能也许仅有太阳在暮年的时候变成红巨星，然后抛开外壳变成碳氧白矮星。
　　这就要了解一下太阳的＂油门＂机制了。
　　从宏观方面看，太阳处于受力平衡状态
　　太阳中的核聚变反应发生在太阳核心位置，大概是太阳中心向外扩展174000km的范围，在太阳核心处，压力可以达到30397500000000000帕斯卡，温度超过1500万摄氏度，这种环境下核聚变才可以顺利进行。
　　我们知道太阳核聚变的动力其实来自于自身的引力，太阳的质量大约为2×10³⁰千克，由于引力的作用，如此多的物质会使其内部受到巨大的压力，这种压力点燃核聚变后，由核聚变产生的＂膨胀力＂来抵抗太阳的这种收缩效应，同样，当核聚变产生的＂膨胀力＂太大时，太阳内部的压力减小，核聚变程度就会减弱，这种互相制约的关系可以使太阳处于受力平衡状态，一直稳定燃烧几十亿年。 从微观来看太阳内部不是所有的粒子都可以发生核聚变反应
　　首先来说，由于核反应条件的限制，只有太阳核心区才会发生核聚变，其次来说，核聚变本质上是粒子的碰撞融合过程，太阳是气态形体，其内部的粒子处于无规则运动状态，要想发生核聚变反应，粒子需要有较高的动能和合适的碰撞角度，温度可以反映粒子无规则运动的剧烈程度，但是即使在1500万摄氏度的环境中，也并不是所有的粒子都处于高速运动状态，这一点可以参考麦克斯韦-玻尔兹曼分布，再者，即使粒子的速度很高，由于是无规则运动，其碰撞角度也未必合适。（下图，麦克斯韦-玻尔兹曼分布）
　　因此从微观方面看，我们可以发现这样一个规律：压力越大，粒子间距越小，温度越高，具有高能量的粒子数量越多，这种情况下粒子间越有机会发生核聚变。但是核聚变释放的热量会使温度越来越高，过高的温度又会使粒子间的距离变大，此时碰撞概率又会降低，这种负反馈关系就好像太阳的油门，用来调节太阳内部核反应的速度。 太阳也是有＂爆炸＂的时候
　　由于质量的差异，目前科学家认为太阳在未来是不会发生超新星爆炸的，太阳现在处于主序星阶段，科学研究认为，随着太阳核聚变的进行，内部物质不断消耗，太阳会逐渐收缩，内部压力不断升高，亮度也会逐渐增大，当太阳结束主序星阶段后会进入红巨星阶段，其亮度会达到现在的2000多倍，由于温度的升高其外壳部分会逐渐膨胀甚至有吞没地球的可能，这种膨胀过程也是某种意义上的爆炸。总结
　　虽然太阳内部一直存在着剧烈的核爆炸，但是太阳正是由于这种核爆炸的存在而处于受力平衡状态，所以宏观上看起来太阳一直是稳定燃烧。在微观方面，太阳内部粒子间的核聚变反应一直处于压力-温度-动能等参数的调节过程中。总的来说，太阳是有拥有＂油门＂系统的。
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