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自人类历史的起步之时，我们就知道了太阳处于我们所了解的生命的中心部分，它对全球无数神话和宇宙学系统的重要性就是一个证明。但是随着我们对它的了解愈发深入，我们认识到太阳在我们出现之前已经存在很久了，并将在我们离开以后也依旧长存。即大概在46亿年前就形成了太阳，在地球形成大约万年之前就开始了它的生活。
从那时起，太阳一直处于主序星阶段中，其核心的核聚变使它可以辐射光和能量来持续滋养我们的地球。这段时间将持续45-55亿年，届时它将耗尽氢和氦的供应，并经历一些显著的的变化。假设此时人类还活着并将地球称为家园，我们可能会考虑远离太阳！
太阳的诞生：
关于太阳和太阳系如何形成的主流理论是星云理论，它指出太阳和所有行星在几十亿年前开始是由分子气体和尘埃组成的巨大星云。然后，大约45亿万年前，这颗云在其中心经历了引力塌缩，从一颗经过的恒星到由超新星引起的冲击波，都触发了导致太阳诞生的过程。大体上讲，这是在尘埃和气体开始聚集到更密集的区域之后发生的。
当这些区域吸收越来越多的物质时，动量守恒原理使它们开始旋转，而压力的增加使它们温度升高，大部分物质最终在中心形成一个球，而其余的物质则被压平成一个围绕着它的大圆盘。
图解:年轻恒星周围有一个由气体和尘埃组成的圆盘，称为原行星盘。盘外行星形成的过程中，盘内水冰的存在会影响着不同类型行星的形成。图源：美国国家宇航局/喷气推进实验室-加州理工学院
上述圆盘中心的球最终会形成太阳，而物质盘则会形成行星。随后，太阳作为一颗坍缩的原恒星度过了接下来的10万年，然后内部的温度和压力点燃了其核心的聚变。太阳最初是一颗T型金牛座恒星——它是一颗爆发出强烈太阳风的非常活跃的恒星，而就在几百万年后，它就以现在的形式安定下来了。
主星序阶段：
在过去的45.7亿年里，太阳一直处在其生命的主序星阶段。其特点是氢燃料在其核心的巨大压力和温度下转化为氦的过程。除了改变其组成物质的性质外，这一过程还产生了巨大的能量。总而言之，每秒有6亿吨物质被转换成中微子、太阳辐射和大约4×瓦特的能量。
当然，这一过程不可能永远持续下去，因为它依赖于物质的存在，而物质正在被不断地消耗。随着时间的推移，更多的氢被转化为氦，它的核心将继续收缩，从而使太阳外层更靠近中心，并体验更强的引力。
这将对核心施加更大的压力，而核心将受到聚变发生率增加的阻力。基本上，这意味着当太阳继续在其核心消耗氢时，聚变过程加快而且太阳的输出也会增加。目前这导致太阳每1亿年亮度增加1%，并且在过去45亿年中亮度已经增加了30%。
图解：一颗类似太阳的恒星的生命周期，从它在上图左侧诞生到几十亿年后进化为右侧的红巨星。图源：ESO/M.Kornmesser（欧洲南方天文台/M.科恩梅塞尔）
大约11亿年后，太阳将会比目前增加10%的明亮程度，如此光度的增加也意味着热能的增加，同时导致地球大气将吸收更多的热能。这将引发一个失控的温室效应，类似于把现在的金星变成如此可怕的温室一般。
再过35亿年，太阳的亮度将比现在高出40%，这将导致海洋沸腾，冰盖永久融化，大气中的所有水汽都将流失到太空中。在这种条件下，我们所知的生命将无法在地表任何地方生存，地球将完全转变成另一个炎热干燥的世界，就像现在的金星一样。
红巨星阶段：
在54亿年后，太阳将进入其演化中被称为红巨星的阶段。一旦星核中的氢全部耗尽，堆积在核中的惰性氦灰开始变得不稳定，并在自身重量的作用下坍缩。这将导致核心温度升高、密度增大，并造成太阳体积的膨胀。
据计算，膨胀起来的太阳将变得非常大，直到能够包围水星、金星甚至地球的轨道，这样即使地球在不断地被消耗后幸存下来，也将前所未有地接近于炽热的红太阳，它将灼烧我们的星球，使生命无法继续生存。然而，天文学家注意到，随着太阳的膨胀，行星的轨道也可能发生变化。
当太阳到达恒星演化的晚期，它将通过强大的星风损失大量的质量。基本上随着生长，它就在不断失去质量，导致行星向轨道外旋转。所以问题就在于，膨胀的太阳会超越向外盘旋的行星，还是地球（甚至金星）会逃脱它的控制？
施罗德和罗伯特·坎农·史密斯是着手解决这个问题的两位研究者。在《皇家天文学会月刊》上发表的一篇题为《太阳和地球的遥远未来的回顾》的研究论文中，他们用最新的恒星演化模型进行了计算。
根据施罗德和史密斯的说法，当太阳在75.9亿年后成为一颗红色巨星时，它将开始迅速失去质量；当它达到它的最大半径即它目前大小的倍时，它的质量将下降到目前的67%。当太阳真的开始膨胀时，它会膨胀地非常快，在短短万年内横扫太阳系内部。
然后，它将进入相对短暂的（1.3亿年）氦燃烧阶段，届时它会膨胀到水星轨道，然后是金星轨道。当它接近地球时，它将每年损失4.9×吨的质量（占地球质量的8%）。
但是地球会幸存么？：
现在情况变得存在“好消息/坏消息”了，根据施罗德和史密斯的说法，坏消息是地球将无法在太阳的膨胀中生存。即使地球轨道可以扩大到比现在远50%（即1.5个天文单位的距离），它也不会有机会幸存下去。正在膨胀的太阳将在到达红巨星阶段的顶峰之前吞没地球，之后太阳还有0.25个天文单位距离和50万年的时间继续膨胀。
图解：艺术家对红巨星的描绘。图源：美国宇航局/沃尔特·费默
一旦进入太阳大气层，地球将与气体粒子碰撞。它的轨道半径会衰减，并会向内旋转。如果地球现在离太阳稍微远一点，在1.15个天文单位的距离，它就能够在膨胀阶段存活下来。如果我们能把我们的星球推到这个距离，我们也会做了这个事情。然而，这种说法完全是处于推测阶段，目前还处于科幻小说的范畴。
然后是好消息：早在我们的太阳进入红巨星阶段之前，它的可居住区（我们所知道的）就会消失。天文学家估计，这一区域将在大约10亿年后扩展到超过地球轨道。加热的太阳会蒸发掉地球上的海洋，然后太阳辐射会把水里的氢吹走，海洋消失不再，地球也最终会熔化。
是的，这差不多是个好消息…而这一点的好处是，我们可以满怀信心地说，距人类被迫在家园被太阳吞没之前离开它还有很久很久，而考虑到我们正在处理的时间线远远超出了我们真正能处理的任何事情，我们甚至不能确定其他的灾难性事件不会更早地夺走我们的生命，或者我们不会远远超过我们人类目前的进化阶段。
另一个有趣的好处是，太阳可居住区边界的变化也会改变太阳系。虽然地球仅仅离太阳1.5个天文单位距离，但它将不再处于太阳的宜居区内，而太阳系外部的大部分将成为宜居区。这一新的宜居区将从距太阳49.4个天文单位延伸到距太阳71.4个天文单位——恰好进入柯伊伯带——这意味着以前常年冰冻的世界将会融化，液态水将出现在冥王星轨道之外。
图解：柯伊伯带CG图片，by宋叙文，图源：zcool
也许阋(xì)神星将是我们的新家园，冥王星的矮行星将是新的金星，而妊神星、鸟神星，以及剩下的行星将组成外围“太阳系”。但这一切最吸引人的地方，或许是人类甚至会在一开始就问“未来它还会在这里吗”，尤其是在数十亿年后的未来。
图解：Eris阋(xì)神星。图源：universetoday
图解：Ceres谷神星。图源：universetoday
图解：妊神星Haumea。图源：universetoday
不管怎么说，在我们面前发生的事，以及当我们离开这里时将会发生的事情都会继续吸引着我们。当我们讨论诸如太阳、地球和已知宇宙之类的事情时，这些事情又变得非常必要。不过到目前为止，我们的存在与宇宙相比是昙花一现，作为地球生命能维持多久仍然是一个无人知晓的问题。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3.universetoday-秦正冰
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