大年初一，《流浪地球2》即將上映。讓我們簡要回顧一下第一部的情節，以及它的科學設定：太陽出了問題。

在《流浪地球1》中，天文學家確認，太陽開始膨脹，地球持續升溫，100 年后，太陽將吞沒地球軌道，人類文明的存亡開啟倒計時。全世界的人們空前團結，制造了行星發動機驅動著地球飛往比鄰星。

離開電影，站在地上，跺跺腳……什么也不會發生。

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整個地球的總質量接近 6000000000000000000000000?千克（別數了，24 個 0），相當于全體人類體重總和的幾萬億倍。地球用如此之大的質量對抗自身的強大引力，使地球承受自身引力時，不會隨意塌陷，也不會縮成一團。

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太陽，總質量是地球的幾十萬倍，比地球強大得多的自身引力也沒能擠壓太陽，是因為支撐太陽的是另一種力量——光的輻射壓力。

太陽的引力指向核心，而釋放的光的輻射指向外部，兩個力量相互平衡，我們才有一個穩定發光的太陽。穩定的太陽對我們來說就意味著賴以生存的環境，也就意味著今天我們司空見慣的一切。

但是，太陽并不會一直這么穩定。

新生的太陽相對暴虐，核心制造核聚變反應的機制還沒有成熟，外部又籠罩在濃密的分子云中，整個太陽就像青春期的孩子，陰晴不定。而衰老的太陽喪失了本來的能量來源，依靠替代性的機制輸出輻射，也越來越不正常。

只有如今天這樣壯年的太陽，年富而力強。

在太陽核心的深處核聚變在不斷地進行著。高溫高壓的環境下，原子核被迫擠在一起，原子和原子之間本能的排斥力也難以抵擋擠壓它們的力量，最終，原子核重新排列，質子和中子重新結合成氦原子。這樣的過程伴隨著巨大能量的釋放。釋放出來的能量來到地球，就是我們看到的陽光。這是宇宙中最高效率的“發動機”，能量被源源不斷的制造出來，新的原子被合成出來并且儲存在太陽的核心，但對整個太陽來說，體積和質量的虧損可以忽略不計。

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太陽以“原子制造機”的身份已經存在了將近 45 億年，這樣的情況在未來還會持續 45 億年。但是，一旦太陽核心的氫原子消耗殆盡，合成新原子的材料庫存不足，一切都將結束。

50 億年后，當太陽的核心的氫基本上都轉變為氦，不能再制造能量向外輻射，向內的引力開始主導一切時，太陽的核心會向內塌陷，內部溫度升高，更強烈的反應點燃內核之外其余的氫，而外層物質向外推，整個太陽增大兩到三倍，成為一個“亞巨星”。

隨后，整個太陽向外繼續膨脹，產生能量的效率大幅度降低，昔日黃白色的光芒不再，取而代之的只有橙紅色的暗光，太陽以又大又紅的的姿態走入生命的最后階段。這個時候的太陽核心繼續內落收縮，核心溫度繼續升高，點燃了過去的反應產物氦，使氦開始進行新的核反應釋放能量。這個反應的過程中出現短暫的氦的爆炸現象，稱為“氦閃”。隨著氦的燃燒巨變，太陽外層繼續膨脹，成為一顆“紅巨星”。金牛座的畢宿五和牧夫座的大角星，正在走向這樣的階段。

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太陽膨脹的過程，讓本來壯年黃白色光芒的太陽呈現紅色，使太陽變成一顆巨大的紅巨星。紅巨星的顏色意味著，它的表面溫度比過去降低了幾千度。但因為膨脹了的尺寸，紅巨星的亮度急劇增加，相當于穩定階段太陽亮度的 10000 倍。同時，地球與太陽表面急劇接近，讓我們感受到了溫度的劇烈升高。

在這個過程中，太陽猛烈的輻射吹走了外層的大量質量，損失了質量的太陽對地球的引力自然減小。其結果是，地球和太陽的距離變遠，將在更大的軌道上圍繞太陽，差不多接近今天火星的軌道。但最終膨脹了的太陽可以吞沒太陽系里最內層的水星、金星、地球，紅色的太陽邊緣直逼火星軌道。

這不是《流浪地球》的想象，這是實打實的命中注定。太陽半徑擴大 250 倍，相當于在很短的時間內一個西瓜變成了一座電影院。怒吼的太陽風席卷世界，地球變成焦土，隨后在巨大的太陽火球中隕歿。

變成紅巨星的太陽將地球變成煉獄。圖片來源：Wikimedia Commons

徹底燒完的太陽把自己的外殼拋出去，只剩下一個致密的核心就像一塊燒白了的火炭一樣漸漸冷卻，這就是白矮星。白矮星的質量只有最初太陽的一半。拋出去的外殼是塵埃和氣體，它們吹散到宇宙空間中，彌漫開來，成為一大片云霧狀的存在，這就是行星狀星云。就靠這種方式，太陽把它制造的新原子通過塵埃和氣體還給了宇宙。富含新原子的塵埃和氣體慢慢飄蕩，彌散，冷卻，死寂——太陽系的墓場。

在每一天的時間里，在整個可觀測宇宙的范圍內有幾億顆恒星正在誕生，同時有幾億顆恒星正在走向生命的終點。對地球和地球上的生命來說的滅頂之災，只是宇宙里的常態。《流浪地球》里說的太陽提前進入了衰老的階段，將在未來 100 年之內膨脹成紅巨星。感謝太陽和它的引力規律，讓這一切還沒有發生。

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作者：高爽 科普作家、海德堡大學天文學博士

審核：劉茜 北京天文館研究員

關鍵詞： 流浪地球2今日上映電影里太陽出問題的設定 流浪地球