太阳是怎么样形成的？
生命总是死而复生，地球只是它的一个驿站，它终将延伸到浩瀚的星空。造就第314位讲者 陈鹏飞长江学者南京大学天文与空间科学学院教授当我告诉别人我是研究太阳的，很多人都觉得太不可思议了。太阳怎么研究？有什么可研究？不就是一个大火球在那儿吗？在浩瀚的宇宙中，太阳是无数颗恒星中很普通的一颗，但却是离我们最近的一颗。
如果你透过望远镜去看太阳，你会发现它跟我们肉眼看到的以及想象中的，都完全不一样。因为太阳有很多爆发活动，会对地球产生影响，我们通过研究这些爆发现象的规律，能够更好地了解人类在宇宙中的生存环境。两千多年前，以亚里士多德和特勒密为首的科学家认为太阳以及所有的行星都是绕着地球转的；到了文艺复兴时期，以哥白尼和伽利略为首的科学家认为太阳才是中心，行星都绕着太阳转；现在我们知道，其实是太阳带着八颗行星在绕着银河系转。
但即使在地心说盛行的时代，人们依然强烈地崇拜太阳，为太阳建造神庙，我们中国也有很多关于太阳的传说，比如后羿射日、夸父追日等等。这是为什么呢？很简单，因为太阳是生命的源泉。01 太阳光太阳光照到地球附近，它的能量大概是每平方米1360瓦，除去被大气吸收和反射的部分，大约有一半能量照射到我们地球表面。如果没有太阳，地球在一个星期之内温度会降到零下20多度，再过几个星期、几个月，会降到零下200多度，生物无法生存。
太阳为什么会发光呢？是因为在太阳核心四分之一半径的地方，由于高温高压发生氢的聚变反应，四个氢原子撞到一起变成一个氦原子，质量减少了千分之七，根据爱因斯坦那个著名的公式——能量等于质量乘以光速的平方（E=mc^2）可以算出，太阳每秒钟减少的质量大约为40亿公斤。很多人听了是不是觉得很可怕，会不会太阳明天就要缺一个角，后天就没了？不用担心，这对太阳的一生来说只是九牛一毛。
少掉的这一点点，转变成了巨大的能量，所以太阳才发光。02 太阳黑子如果从望远镜里看，太阳表面还有一些小黑点，它是太阳表面磁场聚集的地方，我们称之为“太阳黑子”，一个普通的黑子大约是地球的三四倍大，它的形成和数量都不是恒定的，而且随着黑子数量的浮动，太阳的亮度也会发生改变。这张图显示的是1978年到2004年的黑子数变化，你会发现一个大约为期11年的波动周期，红线就是同时段的太阳可见光亮度，虽然它波动的幅度只有千分之一，但对地球气候却能产生显著的影响，树木的生长和农作物的产量也会随之发生改变。
一个极端的例子，明朝末年太阳黑子数急剧下降，尤其是在1645年至1710年，这期间太阳几乎没有黑子，亮度变低。这段时间正好可以跟地球上的小冰期对应上，导致农作物大量减产，农民收入锐减，使得社会矛盾加剧，最终引发农民起义。所以，明朝的灭亡很有可能也跟黑子有密切的关系，而不是崇祯皇帝的错。无独有偶，在当时的欧洲，阿尔卑斯山的雪一直从山顶绵延到农田，老百姓都没有吃的了。
对丹麦觊觎已久的瑞典，终于在厄勒海峡结冰的时候，从冰面上长驱直入，轻松攻占了哥本哈根（编注：1700年俄瑞大北方战争）。03 太阳爆发相反的，当黑子多了之后，就会产生太阳爆发，比如太阳耀斑。耀斑发生时，几十分钟内就能释放出相当于千亿颗原子弹同时爆炸的能量。这个动画演示了太阳耀斑爆发时的场景，大约十亿吨的高能带电粒子流以每秒上千公里的速度往外抛射，这速度相当于一秒钟从上海到北京。
极光就是在这些高能带电粒子进入地球磁场加速轰击大气时产生的。这是在地球上拍到的极光图片，非常壮观，有些中国大妈买机票跑到北欧去看，而如果你研究太阳的话，你在办公室就可以看到。因为有地球磁场和大气的保护，太阳爆发不会给地球上的生命带来直接威胁，但高能带电粒子会极大地干扰地球的电磁场。最极端的一个例子，是发生在1859年的一场剧烈太阳爆发（编注：即卡林顿事件），它引起的地磁干扰使得电报机冒出火花，甚至关掉电源都还能发电报，很多电报员因此触电；1989年3月份，另外一次太阳爆发直接烧坏了加拿大魁北克省一个水电站的变压器，这个水电站供应着整个魁北克省和美国五六个州的用电，大面积断电使得六百万人在冰天雪地中冻了九个小时。
每年，由于太阳爆发给人类生活造成的损失高达几十亿元，天文学家们一直在试图像预报天气一样预报太阳爆发。大物理学家理查德·费曼的妹妹琼·费曼是一位天文学家，她发现了一个非常有趣的规律。如果一个地方要发生太阳耀斑，前一天在它旁边会有黑子从太阳内部浮出来，并且浮出来的正极，正好靠近原来磁场的负极，正负抵消就会有爆发。
据此，我们就可以对太阳爆发进行预报。04 未解之谜但是关于太阳，还有太多未解之谜等待着我们去探索。前面我们说太阳中心在发生核聚变，一秒钟会损失40亿公斤的物质，加上太阳的大气也不是静止的，它不断地在往外吹，我们称之为“太阳风”，它每秒钟要带走15亿公斤的物质，合起来相当于太阳每秒钟要损失掉55亿公斤物质。
质量少了之后，它对地球的引力就弱了，地球就会往外跑。目前，地球正在以每年1.6厘米的速度远离太阳。听上去不是很多，对吧？但是这里带来一个非常有趣的问题，太阳的寿命是一百亿年，目前已经过了46亿年，还有54亿年。到那个时候，年老的太阳由于内核收缩，外壳膨胀，会变成一个红巨星，把水星和金星都吞没掉。地球有没有可能也被吞没呢？目前谁也不知道，大家都在争论。
原因之一就在于我们对太阳风还不是很了解。如果太阳风弱一点，地球就被吞没掉了，如果太阳风强一点，地球就逃掉了。所以，54亿年之后如果有一个外星人从太空中看我们的话，他也许会看到一个非常有趣的现象：太阳在不断地膨胀，想把地球吞没掉，而地球在拼命地跑。美国宇航局今年8月份准备发射帕克太阳探针，它将是人类史上第一个能靠近太阳最表面对它进行观测的卫星——它不仅会极大地靠近太阳表面，甚至还会进入日冕。
中国也计划在2022年发射一个先进天基太阳天文台，对太阳耀斑和日冕物质抛射进行探索。不过，根据恒星演化规律，大约60亿年之后，太阳有一半物质由于膨胀抛射损失掉了，剩下的一半急剧塌缩到跟地球差不多大，从红巨星变成密度极高的白矮星，最终归于死寂。所以即使地球逃过了被太阳吞没的命运，到那时候也不再适合生存。
大家是不是觉得很可怕？其实在太阳塌缩成白矮星之前，还有比这个更值得担心的事情。因为太阳在慢慢变热，大约10亿年之后黄浦江的水甚至太平洋的水就会被蒸干，到那时只有南极洲才是绿洲，我们只能跟企鹅生活在一起。然后再过10亿年，连南极的水也蒸干了，这时候地球真的会变成一个光秃秃的……球。我们要不要担心这些呢？我觉得大可不必。
太阳的光子是如何产生的？
首先谢邀！太阳是一颗巨大的物质能量库，太阳上时时刻刻、分分秒秒都进行着原子的核聚变和原子的核裂变，太阳上有的地方进行核裂变有的地方进行核聚变，只有这样太阳才能持续发光和发热几十亿年。如果每天对太阳表面进行观察，可发现太阳表面有黑子进行活动，并且每11年出现高峰期。黑子活动说明太阳的核反应是局部的反应。
太阳是怎么形成的，宇宙又是怎么形成的？
太阳的诞生和宇宙的起源其实只是看起来高大上而已，事实上它们是很容易被理解的我们的宇宙起源于138.2亿年前的一次奇点大爆炸，这个数字是欧航局的普朗克卫星通过测定哈勃常数得出来的，在这之前宇宙的年龄一直被认为是137亿年，更早些时候甚至被认为是150亿年。身处宇宙之内的我们现在还不知道宇宙是如何形成的，埃德温.哈勃通过星系红移得出了空间膨胀这一结果，近半个世纪后的彭齐亚斯和威尔逊又发现了宇宙微波背景辐射，这说明宇宙早期是极其炽热的。
宇宙空间的膨胀速度被称为哈勃常数，有了哈勃常数就能得出宇宙的年龄，我们的宇宙在138.2亿年前从一个奇点爆炸，在一个普朗克时间内达到了普朗克温度，此后极速膨胀的宇宙空间整体温度也逐渐下降。宇宙的形成原因我们目前还不知道，毕竟“奇点”意味着目前所有的物理定律都将失效，通俗的说物理学是在宇宙大爆炸后才诞生的，因此我们探索宇宙本质是由很大局限性的。
太阳耀斑是怎样产生的？能量为什么那么强？
6月以来，太阳的一次活动可以说引发了不少人的热议，那就是出现了2017年以来最强太阳耀斑，根据俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所太阳X射线天文实验室新指出，这次的活动已经彻底结束，并且本次爆发的太阳耀斑也并没有对地球带来影响，所以算是比较幸运的，当然对于太阳耀斑来说，本身在不同级别的强度是不一样的。一般来讲，C级以下的耀斑均为小耀斑，M级耀斑为中等耀斑，X级耀斑则为大耀斑。
而这次根据美国宇航局（NASA）的定义来看，是自2017年10月以来的最强太阳喷发，等级为M类耀斑，所以发出的辐射太小，不会直接影响人体健康。为何会出现太阳耀斑的爆发？我们都知道，太阳耀斑的爆发表示太阳的一个活动状态。长期以来，科学家们都发现太阳耀斑是处于较弱的时期，其实通过天学家们的观察也可以看到，那就是太阳活动是进入到了“低估”时期，而这是符合太阳活动周期之中的“极小期”变化，所以并不是什么情况的事情，而如今6月科学家们发现太阳爆发的爆发原因，说明我们太阳的一个新活动周期已经开始了。
俄罗斯科学院发布消息称，如今太阳活动已经进入了新周期——第25个周期，并且这次的喷发是第25个周期的第1次强喷发，所以如今可以确定太阳正在往“极大值”时期进行发展。根据天文台的观察数据显示，如今的太阳耀斑爆发已经结束，整个太阳耀斑的高峰发生在2020年5月29日，时隔约3.5小时连续发生两次强耀斑，其水平接近M1，随后又发生两次耀斑，强度约为C1，所以总计是出现了4次太阳耀斑的爆发，持续向地球进行了4次“喷火”。
相对来说爆发的频率在短时间来看还是比较高的。未来太阳耀斑还会爆发吗？很明显，俄罗斯科学院已经确定了第25个周期的开始，这也说明了太阳的活动会逐步提升，那么太阳耀斑的爆发必然会持续上升，所以接下大家需要注意下它的发展。科学家们也注意到了，太阳上还存在构成系列爆发的活跃区，并随太阳一起转向地球，但是本轮总体来说是已经全部释放完，而对于接下来新一轮的太阳耀斑爆发，科学家们认为，很可能太阳活跃区转向地球之前，耀斑就已经沉寂下来了。
所以说，从这里也可以看得出来，科学家们对太阳耀斑的监测还是处于比较“薄弱”的阶段，并且我们也无法给出太阳新活跃期开始的一个精确时段，包括美国宇航局（NASA）公布出太阳耀斑爆发的时候，无法精确的确定是否进入到了新的活跃期，而俄罗斯科学院如今是完全确定下来了，所以再也不会有人说我们地球可能进入小冰河了，太阳活动进入新时期，如何进入小冰河？很明显这可能性基本没有了，至少在11年内是不会了。
按照专家的预测，如今新的太阳周期即将开启，距离太阳活动高峰还有好几年，高峰预计在2025年到来。在高峰的时期可能更加活跃，后期我们需要注意下。为何说太阳活动与小冰河存在关系？当然为何有科学家将太阳活动与小冰河联系起来，主要原因还是因为在1650—1700年出现了一次“明朝小冰河时期”，建立在这个基础之上，不少科学家通过推论，猜测等方式认为我们太阳活动与这次的小冰河存在关系，但是经过实际性的论证与说明，科学家们再次强调了两者并非有关系，而最多可能就是出现了“巧合”，所以说这就是大家联系起来的原因。
而还有科学家警告，我们太阳将在2030年“休眠”，这将导致地球气温大幅度下降、使得地球步入“小冰河期”。地球将进入“冰冻”状态。当然对于2020年来说，是否会进入到这个状态暂时不明确，但是我们从太阳活动周期来看，阳活动的周期约11年。确实刚好到2030年是一个周期的“极小值”时期，与2020年进入活跃期开始刚好比较重合，所以科学家预测的2030年算是一个“节点”，但是是否准确还是无法给出说明。
综合情况来说，人类如今对太阳的监测能力还是有限，并且进入的活跃期时间点还无法完全做到说明，所以部分科学家说10年后小冰河可能还是会出现，这个可以判断暂时也无法验证，未来的事情谁知道。但是全球变暖倒是有概率给不少地区带来“冰冻天气”，为何这样说？因为随着全球变暖的持续发生，极寒和极热的天气将会越来越频繁，热更热，冷更冷在全球将出现，这就是原因，但是属于小冰河不这个暂时没有依据。
