我们的恒星有一个过期日期。但是，我们怎样才能确保这个过期日期并不会在近期？

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想象一下我们的太阳：炽热，庞大，它是所有生命存在的原因。我们这颗恒星为所有我们认知中的生命提供能源，支持着从最小的光合作用微生物到陆地和海洋中最大的动物的生命维持。

但是，在遥远的未来，太阳会死去。那时候，事物不会突然变得黑暗，相反，它们将变得非常、非常明亮。温度也会极度升高，高到无法承受。太阳将变得面目全非，如果还有生物活着看到它的话。

来自美国自然历史博物馆的天体物理学家杰基法赫提在电话中说：“人类最基本的问题之一是：我们是如何来到这里的，存在的意义是什么，这一切意味着什么？这些问题关乎我们的起源和未来。如果你想了解太阳的宜居带，你需要知道它将存在多久，它如何发展，如何变化。一切都归结于这个基本故事。”

这就引出了我们今天要解决的问题：我们的生命之源——太阳还有多少时间，我们又是如何知道的呢？

“当你意识到它是一颗由气体组成的星球，你就知道它不是一个无穷无尽的机器，”法赫提说，“你只需要找出它将在何时耗尽。”计算这个时间线实际上是一个相对简单的等式，但是它基于一些复杂的数学和微小的发现。

要知道太阳还剩下多少时间——剧透一下，它还有大约50亿年的时间——你需要知道它已经有多大了。恒星不会意外地死去，所以知道一个恒星的年龄是判断它消耗速度的重要指标。在19世纪，查尔斯达尔文和物理学家凯尔文勋爵在一次关于地球年龄的争论中，对太阳的年龄进行了辩论。达尔文的估计最终更接近实际，那时核能还未被发现，凯尔文以太阳正在燃烧煤炭为前提进行推测，这让他的估计有些偏差。

我们对太阳年龄的基线推断源自最早在太阳系中漂浮的岩石，这些岩石基本上是在太阳系形成过程中没有变成行星或月球的碎片。这些岩石持续给我们一个年龄——46亿年，科学家们已经能够使用多种技术精确地测定它们的年龄。

同样重要的是知道太阳的亮度，因为这告诉我们恒星有多大的能量。自从我们知道我们距离它多远（这个距离被称为天文单位，或AU），我们就知道太阳有多亮。这个距离是通过巧妙地利用视差效应和1769年金星过境太阳的现象计算出来的；著名的库克船长甚至在大溪地记录了一些观察结果。

一个天文单位现在定为92955807.3英里，这是讨论我们的太阳系内外距离的重要测量单位。有了这个测量，天文学家们能够确定太阳的亮度——在此之前，他们不确定这颗星是非常近而非常暗，还是非常远而非常亮。

事实证明，太阳在恒星中是非常平均的。这一点在天文学史上最重要的图表之一——赫特兹普龙格-罗素图表上表现得清清楚楚，这个图表绘制了恒星的亮度和颜色。这两位图表的命名者暗示，恒星以某种方式燃烧氢，这个燃烧过程与恒星的温度和内部物理性质有关。

当哈佛大学的天体物理学博士生塞西莉亚佩恩在她的论文中提出恒星主要由氢和氦组成时，事情真的变得清晰了。当时，罗素和佩恩的一位导师称这个数字是“不可能的”，佩恩最终在论文中削减了这个观点。但是她被证明是完全正确的，只有通过她的工作，赫特兹普龙格-罗素图表才真正成为天体物理学的工具，用来理解恒星的类型；即其物理性质是什么，其命运将是什么。只有把我们的太阳放入那个恒星阵列中，我们才能了解它是什么样的恒星，以及它在其同类中是如何熠熠发光的。

国际天文学联合会的天文学家吉安卢卡皮佐内在一封邮件中说：“观察其他恒星让我们能够对恒星的演化有一个全面的理论。特别是，对星团（位于同一距离、相同成分、只有质量不同的恒星）的研究发挥了关键作用。在这里，我们得以理解恒星的演化严重依赖于其质量。”

因为我们知道太阳的核聚变速率，我们知道它消耗核燃料的速率。曼彻斯特大学的天体物理学家阿尔贝特齐尔斯特拉解释说，这个速率非常慢。“太阳不是一个炸弹，它是一个极其糟糕的核聚变反应堆，”他在一个视频通话中说。“每公斤，它产生的能量比你还少。它慢慢来。”

这些观点汇集在一起，知道太阳有多老和其聚变发生的速率意味着天体物理学家知道它已经燃烧了多少。太阳已经燃烧了大约50亿年，还将燃烧大约50亿年。这就是事情变得有趣的地方：“你会期望核聚变会随着时间推移而放慢，因为氢的数量正在减少。但这是不可能的——是热量保持了太阳的稳定。氢正在慢慢用尽，整个太阳会有一点对流，提高温度，”齐尔斯特拉说。（这已经在发生，但还有更多的氢需要用尽。）但最终，氢会耗尽，太阳会塌缩——重力总是胜者。

我们的太阳不够大，无法产生超新星，一种巨大的恒星爆炸。更大的恒星会留下中子星或黑洞；太阳的结束会以不同的方式产生戏剧性效果。随着它燃烧掉氢，太阳会变小，恒星核心外的层会变热。聚变开始在核外的壳层发生。太阳变成了一个红巨星，一个比以前更分散的恒星，它的燃烧越来越快。

“这将是相当壮观的，”皮佐内写道，“然后，它将在几千万年内逐渐消退，最终留下一个叫做白矮星的小东西，这个白矮星会在几十亿年内慢慢冷却。”太阳将不再为我们提供温暖的光，那是它的彻底结束。

我们离这个日子还有很长时间，但最终，如果我们能够坚持下去，我们将不得不面对一个没有太阳的星球。我们的终结会比太阳早到，除非我们找到逃离的方法。考虑到我们对于太阳生命周期的了解，对于我们自己生命的延续的概念，可能应该包括星际旅行的计划。