太陽的形成
太陽是由太陽星雲演化而來的。太陽星雲是由非常稀薄的塵埃和氣體組成的。這些星雲物質除了含有微量的重元素之外，主要是氫，其體積比今天的太陽係範圍大幾百倍。原始太陽星雲物質互相吸引，體積開始向中心收縮。中心的物質密度逐漸增加，經過漫長的時間，形成了核心。由於核心對周圍物質具有較強的吸引力，於是星雲的向心收縮運動不斷加快。氫原子在星雲收縮過程中是怎樣運動的呢？氫原子一邊向核心收縮，一邊像兒童樂園中的木馬一樣圍繞核心旋轉。在旋轉過程中，氫原子之間是不會迎麵碰撞互相抵觸的，它們往往一擦而過。
太陽星雲在旋轉收縮過程中，一方麵在向心引力作用下，繼續不斷向中心收縮，形成球狀核心；另一方麵還受到離心力作用，使星雲拉成圓盤形。後來，太陽星雲的球形核心與它全部脫離了，前者形成了原始太陽，後者則形成了行星和衛星等。因此，所有的行星幾乎都朝同一個方向繞太陽旋轉，並且旋轉的軌道幾乎都位於同一平麵上。
原始的太陽無比巨大，其質量就是今天太陽的質量。今天我們知道，太陽的質量占整個太陽係的99.9%，而所有的行星、衛星、流星、彗星和行星際塵埃隻占0.1%。太陽的偉大不僅是質量大，更主要是它生下了一個地球，在它辛勤哺育下，地球上出現了高級生物和人類。太陽是我們生存的基礎。
龐大的原始太陽由於繼續向中心收縮，內部的壓力和溫度逐漸升高。當溫度和壓力升高到某一限度時，氫的熱核反應就開始。熱核反應放出的巨大熱量使太陽內部的溫度和壓力越升越高，開始發光，變成一顆恒星。由於太陽內部溫度很高，氣體熱運動劇烈，產生了向外的膨脹壓力。一旦此壓力超過向心引力，太陽收縮就停止。接著，就開始向外膨脹。膨脹引起太陽內部的溫度和壓力下降，氫的熱核反應就停止，“原子火”熄滅。當向外膨脹壓力小於向心引力時，太陽又開始收縮，溫度再次上升，熱核反應重新開始，“原子火”又點燃、發光，一個新的循環又開始。一會兒收縮、發光，一會兒膨脹、發光暗淡直到熄滅，動蕩不定，這是太陽年輕時期的特點。
在太陽的年輕時期，地球早已形成，但不可能有生命。即使出現，也難以生存下去。因為，那時，一方麵太陽的光度變化太劇烈；另一方麵，太陽時而收縮，遠離地球，時而膨脹，接近地球，日地距離變化不定。這時，地球的氣溫就會時高時低，變化劇烈。太陽在收縮階段，輻射強度增強，但日地距離增大，地麵溫度反而下降。假定那時的
地麵溫度相當於今天的溫度，當太陽處在膨脹階段時，雖然本身溫度下降，但由於離地球較近，地麵溫度反而升高，可升高到幾百度。這樣，地麵溫度變化幅度可達幾百度，生物是適應不了的。當然，這僅就溫度而言。決定地球上生命的存在還有其他好多因素。其實，太陽年輕時，地球也很年輕，很不穩定，到處是火山活動，沒有海洋，沒有水，氧氣也很少，還不具備生命存在的條件。
太陽年輕時期的動蕩不定的情況，我們是不知道的，但是，我們今天卻能在天空中見到當時的太陽，這就是今天仍在不斷形成的恒星。天文學家發現，這種新星的亮度在有節奏地變化，幾天或者幾個星期變化一次。
太陽經過長期動蕩不穩定階段後，由於內部溫度和輻射所產生的向外膨脹壓力與由太陽的質量引起的重力保持平衡，開始處於穩定狀態，即進人了中年時期。太陽的中年期至今已有40億年了。據天文學家估計，再過40億年，太陽就要進入老年期。
在熱核反應中，太陽能是怎樣形成的呢？能量又是怎樣從太陽核心傳播出來的呢？前麵已談過，太陽能是由於太陽內部的氫聚變成氦（元素周期表中的次輕元素）而產生的。這種聚變過程有幾個階段，聚變過程是以太陽中心的每個氫原子核與前麵的另一個氫原子碰撞，形成氦原子而開始的。每個氫原子核平均每70億年與前麵的氫原子核碰撞一次。太陽核是產生太陽能的區域，它的直徑至少為35萬千米，差不多是地球與月球間的距離。在太陽核中至今仍有多得不可計數的氫原子。每個氫原子在上述如此長的70億年時期裏隻要參加一次聚集變反應，就足以維持太陽目前的狀況。
氫原子數目不能永遠保證這麼多，因為聚變過程中不斷產生氦原子。每個氦原子是由4個氫原子聚變而成的。在巨大的太陽核裏，每秒有6.57億噸氫轉變成6.525億噸氦。氦獲能量後，就要分離出來，作為太陽中心的原子反應過程的“灰”而積聚下來。由於這個緣故，太陽不會永遠普照大地。計算表明，太陽自發光以來已有50億年了，燃料（氫）已消耗掉了一半多一點。
每秒6.57億噸氫轉變為6.525億噸氦，這裏有一個問題就是存在著450萬噸的質量差（6.56~6.525億噸）的問題。換句話說，太陽在1秒鍾的時間裏氫原子轉變為氦原子的過程中質量要損失掉450萬噸。這個質量虧損對我們來說，意義很大，恒星能量產生的全部秘密就在於此。秘密的要害在於氦原子的質量不是正好等於氫原子的4倍，而是不夠一點，比4個氫原子的質量輕1/100。這1/100的質量是核反應過程中多餘出來的，同時一定以某種方式消耗掉。現在知道，在核聚變過程中，.這份損耗的質量就轉變成了中微子和純能量。太陽將它們射向四麵八方的宇宙空間，因此，每秒要輻射掉400多萬噸物質，這就是太陽能的產生過程。由於太陽在1秒鍾裏要輻射掉這麼多的物質，所以，它在每秒所產生的能量十分可觀，比人類有史以來所消耗掉的能量還要多。地球上所有燃料——煤、石油和森林，如果充分燃燒，所產生的總能量也隻不過等於太陽在3天時間裏輻射給我們的能量。
盡管太陽中心產生著如此巨大的能量，但是，這種不斷產生能量過程是難以想象的，至今還不清楚，可以說是漆黑一團！這種說法似乎是完全不可置信和荒唐的。但問題的解釋很簡單，因為，太陽中心產生的能量多得難以想象（假如我們能鑽到太陽中心的話）。
這樣解釋好像不容易理解，我們不妨舉一個類似的現象。一天，有個神獵手上山打獵，他吹著狗哨子，這種狗哨盡管獵人吹得很響，但人和野獸始終聽不見，可狗卻能聽到，那怕吹得很低，也能聽見。這是因為狗哨子發出的是超聲。人和一般野獸的耳朵對超聲沒有反應，然而，狗的耳朵對超聲的反應卻異常靈敏。
太陽中心的能量輻射與上述現象相類似，那裏隻輻射伽馬射線和倫琴射線（X射線）這兩種強射線。這兩種射線都是人看不見的，而可見光是由這些原始能量形式的射線經過漫長而曲折的路徑之後才形成的。在太陽中心產生的能量必須走過這條路徑，到達太陽表麵，最後才能暢通無阻地輻射到茫茫的宇宙空間。
這裏，再一次提一下不可估量的太陽對我們健康狀況的意義。至今我們僅把太陽的無比巨大體積作為產生壓力和溫度的先決條件。溫度和壓力對於點燃和維持太陽核心的原子火爐是必不可少的。不僅如此，太陽這個龐大的軀體本身似乎又是自生能量的過濾器。如果地球碰到剛產生出的太陽能，那麼我們將化為烏有。因為所產生的太陽能是以馬倡射線和倫琴射線形式輻射的，它們很厲害，盡管日地距離有149600000千米，但我們還是受不了的，要使太陽不用這類強烈的絕對致命射線，而是用溫暖的陽光沐浴它的行星，那麼，太陽就得足夠大，使每份能量產生後能在太陽內部旅行600000千米以上的路程，即從太陽中心到接近太陽表麵。這段路程幾乎等於地球至月球距離的兩倍，沿途是相當艱難的，因為它不是在廣漠的宇宙空間，而是在異常致密的太陽物質裏通過，至少頭一部分路程中的太陽物質是異常致密的。
如果進一步考察一下太陽中心產生的能量是在什麼條件下沿著它的路徑到達太陽的表麵，那麼，人們就會知道，能量的確穿過了超密的太陽物質。雖然能量子在太陽內部以光速運動著，但所花費的時間之多是出乎意料的。原因在於，能量子不是直線傳播到太陽表麵，而是沿著一條奇怪的鋸齒形那樣曲折路徑前進的，沿途還要不斷地被就地的原子吸收，然後又被輻射出來，偏離原來的方向，再吸收，再偏離，曲曲折折艱辛地到達太陽表麵。因此，能量子前進速度慢得出奇。有人曾用電子計算機計算了一個能量子在上述條件下從太陽中心到達表麵所需的時間。結果表明，它所花的時間長得簡直難以置信，多次算得的時間為20000年左右。因此可以這麼說，今天我們所沐浴的陽光，大約是石器時代在太陽內部形成的。
嚴格說來，光本身並不是在太陽核心中產生的，而首先是能在漫長艱難的道路上向外輻射損耗的產物。最後到達太陽表麵的光以光速向宇宙空間傳播，僅8分多一點時間就到達地表，它不過是強能源的暗淡餘輝，溫和宜人。它就是我們所沐浴的太陽陽光和熱。