太陽的演化
宇宙間一切事物都在不斷地變化和發展，都是有始有終的。太陽當然也不例外，也有它的誕生、成長、衰老和死亡，即是說它遵循一定的客觀規律不斷地演化。太陽由熱核反應產生能量。盡管太陽的質量很大，但畢竟是一個有限的物體。它一刻不停地發光發熱，而沒有從外界補充能量，總難免有朝一日能量耗散罄盡。因此，太陽的消亡是不可避免的。不過，我們已經明確指出，這是非常遙遠的將來。太陽像目前這樣穩定地光芒四射，照耀長空，還會有幾十億年的時間。人定勝天，開辟新的巨大能源是完全可能的，我們完全不必為太陽的有限壽命憂心忡忡。下麵再簡短談談太陽的演化。大致說來，太陽的“一生”包括以下階段。
1.主序星以前的階段——這是太陽的“童年時代”。一大團氣體雲在重力作用下收縮，未能變為熱能。當核心部分的溫度和密度升高到一定程度時，原子核反應開始進行，收縮停止。太陽在這個階段上大約經曆2000萬年。
2.主序星階段——太陽核心的溫度達到107度，由氫核聚變產生能量。這是太陽的“壯年時代”。太陽在這一階段停留時間最長，估計有90億年。太陽目前正處於這個階段。
3.紅巨星階段——這是太陽的“老年時代”。中心區的氫消耗光了，產能效率大為減少，向外的輻射壓力也變弱了。於是中心區頂不住外層的壓力，開始收縮。由收縮而釋放的能量使太陽的外殼急劇膨脹，變成體積很大、密度很低、表麵比較冷而又很亮的紅巨星。這一階段將持續4億年。預計太陽演變為紅巨星時，直徑將擴大為現在的250倍，會把地球的軌道也包括進去。
4.紅巨星後期——這將是太陽的“暮年”。中心區的溫度和密度因收縮而繼續升高，當核心溫度達1億度時，會發生3個氦聚變成一個碳核的新的熱核反應。氦核燒光後，中心區又收縮，溫度進一步上升，原子核又再聚變，產生更重的元素。太陽在這個階段大約隻停留5000萬年。
5.白矮星階段一一這是太陽風燭殘年的“臨終期”。這時太陽的原子核能接近枯竭，但內部溫度極高。高溫造成的巨大氣壓和輻射壓使太陽外殼發生大爆炸，大量拋射物質，最後隻剩下一個穩固的內核。於是，太陽變成很小、很密的白矮星。太陽在這一階段大約能苟延殘喘10億年之久。
太陽和其他大多數恒星的“一生”，大體上是這樣度過的。
太陽能長生不老嗎
這個問題怎麼回答呢？如果問人能不能長生不老，那是很清楚的。因為大家都見過人的生和死，而且還可以說出人在少年、青年、壯年、老年時的特征。可是太陽呢？自從有人類以來，太陽就像現在這個樣子沒有什麼變化。怎麼說明它的未來呢？太陽有生有死，這個答案應該是肯定的。爐中煤燃盡了，爐火就熄滅了。太陽的質量總是有限的，當它的核能耗盡後，也就逐漸走向死亡了。那麼，它的青年、壯年、老年又是怎樣的呢？這就要看看太陽的“兄弟”們是些什麼樣子了。
1.天上有多少個“太陽”
在古老傳說中，描寫天上曾有10個太陽，9個被勇士射掉了。當然這隻是神話傳說。那麼，從現在的觀點看來，太空中是否隻有一個太陽呢？晚間，我們在燈下看書，感到燈光是那麼明亮，而遠處的萬家燈火卻像天上的繁星那樣發出點點微光。可見，亮度和距離是有關係的，這是我們日常生活的體驗。它可以啟發我們提出這樣的問題：那夜空中閃爍的點點繁星是不是也是億萬顆遙遠的“太陽”呢？確實如此。恒星和太陽本質是一樣的，都是自己發光的天體。恒星比起太陽來顯得如此暗弱，隻是因為離我們太遠了。有多遠呢？用千米作單位來衡量它們的距離已經顯得單位太小了。天文上衡量天體間距離的單位通常用光年，就是光走1年的距離。光的速度是每秒30萬千米，1光年大約是1013千米。離我們最近的恒星是半人馬座a星，距離為4.43光年。一般恒星都距我們幾千、幾萬光年。而太陽光到地球隻需要8分。這些恒星都是一顆顆“太陽”，可以說天空中有億萬個“太陽”。但更確切些，應該說太陽是一顆恒星，而且是一顆極為普通的恒星。
那麼，天空中到底有多少個恒星呢？單我們所在的銀河係就有1200億顆恒星。什麼是銀河係呢？銀河係是我們所在的龐大的恒星係統。它集聚了大量恒星和星雲、星際物質等。銀河係的外形像一個鐵餅，呈旋渦狀結構，直徑大約有10萬光年。它不停地繞銀河係中心旋轉。太陽攜帶太陽係位於距中心約33000多光年處，隨著銀河係中其他天體繞銀心旋轉，速度是250千米/秒。宇宙中像銀河係這樣的天體係統又有無數個，目前最大的望遠鏡觀測到的就大約有10億個，它們被稱為河外星係。比如，仙女座大星係是距我們較近的一個大星係，它的直徑和質量都比銀河係大1倍以上。從照片上可以看到，它由億萬顆恒星組成，呈旋渦狀。從它的外貌就可以想象到我們銀河係是什麼樣子了。目前我們看到的最遠的星係可達150億光年。就是說，我們目前看到的光是它150億年前發來的，而那時我們的地球還沒有誕生呢！可見我們宇宙之大。作為地球主宰的太陽，在這茫茫的宇宙中真是滄海一粟了。
2.太陽的眾“兄弟”
在恒星世界中，太陽的眾兄弟不盡相同。它們質量、顏色不同，體積、密度和發光能力更是相差懸殊。如紅色恒星參宿四，它每秒發出的總輻射能大約是太陽的1萬倍，它的體積也大得驚人，直徑超過了火星的軌道。而這個龐然大物卻非常稀薄，密度隻有水的千分之一。我們稱它為紅超巨星。另一些恒星特點卻和紅巨星相反，比如天狼星的伴星，它光度低（每秒發出的總能暈隻有太陽的幾十萬分之一），體積隻和地球差不多大，表麵溫度很高，發白光，我們稱這類恒星叫白矮星。白矮星的密度可大得驚人，每立方厘米170千克，也就是說火柴盒那樣大小的一塊物質就有2噸重。白矮星已是恒星的老年期了，別看它溫度高，實際上它的核能已經耗盡，是在靠冷卻發光，最終將成為不發光的殘骸。比太陽質量大幾倍的恒星到晚期可能會變成密度更大的中子星，它完全由中子組成，半徑隻有米左右，密度高達每立方厘米1億噸，指甲大的一塊中子星物質就重1億噸，需要用10000艘萬噸輪才能把它運回來。這是目前人類所觀測的宇宙中密度最高的物質之一。
恒星有時也會發生大爆炸。有時一顆原來較暗的星會突然增亮千萬倍以至上億倍，我們叫它新星和超新星。超新星一次爆炸所釋放的能量大約是1040~1046焦耳，相當於整個銀河係發出的光的總和，這是宇宙中多麼激烈的大爆炸啊！這是不少大質量恒星演化到晚期所經曆的一個階段，它幾乎將恒星的全部物質拋出，或拋掉大部分，在中心留下快速旋轉的中子星。拋出的物質成為星雲遺跡。著名的蟹狀星雲就是公元1054年超新星爆發時拋出的物質形成的，目前它還以每秒1300千米的速度向外膨脹。這次超新星爆發恰被我國古代觀測記錄下來了，它發生於宋代至和元年。
我們還觀測到一些半星半雲的天體，是恒星狀的亮星雲。一般認為它是處於演化早期的極年輕的天體，是正在形成恒星的原恒星。
我們雖然不能親眼看到一顆恒星從生到死的全過程，但宇宙中形形色色的恒星恰恰反映了恒星的不同年齡階段。這就成為科學家研究恒星起源演化的根據。據此，我們對太陽的生和死可以做一個簡單的概述了。3.太陽的生和死
太陽誕生於銀河係中的彌漫物質。大約在50億年前，一團由氣體和塵埃組成的星際物質雲在自身引力作用下開始收縮。由於收縮，內部溫度和密度逐漸增加。當溫度增高到能發出紅光時，太陽就從胚胎中誕生了，我們叫它原恒星。之後，收縮開始變慢了，這是太陽的童年時代。太陽在這個階段大約經曆5000萬年。
當太陽中心溫度隨著收縮繼續增高到700萬度以上時，氫聚變為氦的核反應就開始了。這時，由於核反應內部產生的壓力頂住了自身引力，太陽停止收縮這是太陽的壯年期。太陽在這一階段經曆時間最長，估計有100億年。太陽現在年齡約50億年，還可以在這階段停留50億年。
50億年後，太陽將會變成什麼樣子呢？