太阳内部发生了什么

如果太阳是一堆篝火，早就烧完了：化学燃烧每克释放的能量太少，和太阳一样大的燃料，几千年就会烧光。但太阳已经存在约4.6十亿年了，而它大约走完了自己一半的生命历程。

真正起作用的是另一套机制。外层物质的重量把中心压缩到极致，使那里的物质密度约为水的150倍，温度约为15百万度。氢原子核经过几步反应结合成一个氦原子核，而后者比原有原子核的质量总和略轻。这部分差额以光的形式释放出来：每秒约有400万吨不再是物质。

这个过程进行得很慢。质子带有相同电荷，会彼此排斥；即使温度达到15百万度，也不足以让它们直接碰撞。聚变要靠量子隧穿，也就是极其罕见的偶然机会。一个质子平均要等待数十亿年，才会发生一次反应。所以太阳不会一下子爆发，而是稳定地发光。

太阳核心每立方米平均释放约276瓦，量级大致相当于一堆堆肥。太阳之所以耀眼，并不是因为某一点的功率有多大，而是因为它的体积庞大：内部有数不清的这样的立方米，合在一起才构成了一颗恒星。

接下来，能量还得向外逃逸。核心约占太阳半径的四分之一，其上方是延伸到半径70%的辐射区，外侧三分之一则是对流区。一路向外，温度下降了近3000倍。

这些层次这样排列并非偶然。物质保持透明时，热量由辐射传递。靠近表面时，气体冷却并变得不透明，辐射无法穿过，这时由气体本身运动来传递热量：热气体上升，冷却的气体下沉。从外面看，这会呈现出颗粒状纹理：每个“颗粒”直径约1000千米，寿命约10分钟。

来自核心的伽马射线几乎会立刻被吸收，然后再次发射，如此反复数十亿次，每次方向都随机。能量抵达表面需要多久，估算结果差异很大：从几千年到几十万年不等。剩下的150百万千米到地球，光只需8分20秒。

没人真正看过太阳内部，但有两条间接途径。中微子在同样的反应中产生，几乎不与任何物质相互作用：它们只需几秒就能离开核心，并抵达地球上的探测器，这相当于来自中心的直接报告。太阳还会“发声”：它的表面会发生振荡，通过频率组合，可以还原深处的密度和声速。