啟動“流浪地球”計劃的原因，恒星的最終結局是什么

在電影“流浪地球”中，太陽不斷膨脹，最終將會大到吞噬地球公轉的軌道，人類迫不得已，只能開啟流浪地球計劃，推動地球遠離太陽，尋找新的宜居地。

你可能會好奇，現實中太陽是否真的如電影情節會發生膨脹？距離太陽膨脹還有多少時間？太陽為什么會發生膨脹？想要知道這些，我們首先需要了解恒星的一生。

恒星的一生需要經歷漫長的演化，分為星胚、主序星、紅巨星和致密星四個階段。

在恒星的誕生中，我們已經了解了星胚和主序星階段的恒星，接下來我們將一起認識老年時期的恒星，紅巨星和致密星。

在主序星階段經過漫長的熱核反應后，恒星中的氫元素已經全部聚變成氦元素，這時不再有核聚變產生的能量來支撐自重，很快恒星內核在自身重力下開始坍縮，隨著核心收縮質量變大，溫度和壓力也逐漸變大。

當上升到1億度時，氦開始聚變成碳，向外釋放更多能量，使膨脹壓大于自身重力，恒星開始膨脹變大，進入紅巨星階段。

這時，恒星的體積會增大數千倍。“流浪地球”中的太陽正是處于這個階段。

而在現實中，我們不必擔心，雖然太陽已經燃燒了50億年，但目前所剩的氫含量仍然充足，預計還能再持續反應50億年，所以太陽演變成紅巨星的時期距離我們十分遙遠。

前段時間關注度很高的參宿四目前就處于紅巨星階段。

當恒星膨脹變大，進入紅巨星階段時，其內核的核聚變依然在逐層級進行。對于太陽這種質量的恒星，聚變到碳就會停止，因為無法提供足夠的能量。而對于大質量恒星，反應還在持續，當溫度上升到10億度時，碳也開始聚變，依次生成氧、氖、鈉、鎂...直到鐵。

此時，紅巨星的內核變成了一層一層的元素殼，它也幾乎燃燒完了所有燃料，膨脹壓再也無法與自身重力抗衡，在引力作用下，紅巨星開始坍縮，氣體殼與中心核相碰，發生反彈和爆發，這種現象被稱為超新星爆發。

此時會有兩種結果，一是恒星在爆炸后解體，成為一團彌漫的星際物質，這顆恒星就此消失；二是恒星的外殼在爆炸后膨脹形成星云，而中心核則被壓成一個密度極高的星核，恒星進入致密星階段。

根據恒星自身質量不同，最終形成的致密星可以分為以下幾種：

1. 白矮星

當恒星內部的能量消耗完后，若其質量小于1.44倍太陽質量，就會變成白矮星。白矮星是一種體積小、亮度暗，但密度和質量極大的天體。

它的密度約為1000萬噸/立方米，其表面的重力為地球的億倍左右，任何物質在如此高的壓力下都會被擠壓粉碎，包括原子。

原子核外的電子都會脫離軌道，變成自由電子，這些自由電子充斥滿原子核的周圍，因此極大提高了星球的密度，這種狀態被稱為簡并態。

2. 中子星

當恒星內部的能量消耗完后，若其質量高于1.44倍但小于2倍太陽質量，就會變成中子星。中子星是一種密度更為巨大的天體，其半徑只有幾千米至幾十千米，但質量卻往往比太陽還大。

在這種巨大的壓力下，電子直接被壓入了原子核，變成中子。

中子星具有高溫、超強磁場等特征，一顆自轉的中子星會周期性地向外發生無線電波，因此被稱為脈沖星。

3. 黑洞

當恒星內部的能量消耗完后，若其質量大于2倍太陽質量，就會變成黑洞。黑洞是宇宙中具有最大密度和超高質量的天體，它的引力強到連光線都無法從內部逃脫，以至其對外不可見。在如此巨大的引力下，中子也會被撕碎，變成更基本的粒子。