餐会实录 | 陈鹏飞：太阳和地球“情仇交织”的一生
天宇之处存在着一片光与火的海洋——太阳。
汉书《五行志》中记载了早期有关太阳黑子的描述：“河平元年，三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”哥白尼的日心说问世后，从开普勒定律、卡西尼精准测量日地距离，再到对太阳黑子、耀班、太阳风突破性的研究......同处一片星云，从古至今，人们从未停下探索这颗恒星的脚步。2021 年 10 月 14 日，由南京大学参与研发的中国首颗太阳探测卫星羲和号成功升空，标志着属于中国的探日时代拉开帷幕。太阳的质量是 33 万个地球的总和，体积可容纳 130 万个地球。地球的昼夜轮替、四季变化和太阳息息相关，我们无时无刻不在被它的光与热吸引，也无时无刻不受益于它的慷慨馈赠。日出而作，日落而息，太阳让我们的生命得以灿烂延续。
由共青团南京大学委员会主办、南京大学学生会承办的南雍餐会于近期在仙林校区成功举办。本次餐会由陈鹏飞教授主讲，主题为“太阳和地球情仇交织一生”。餐会现场，同学们积极发言，与老师热情互动，沉浸在一场关于太阳和地球命运的大讨论中。
主讲人介绍
陈鹏飞，南京大学天文与空间科学学院教授、长江学者特聘教授、教育部天文学类专业教学指导委员会秘书长，主要从事天体物理专业太阳物理领域的研究，电视剧《三体》科学顾问。
01
太阳和地球的诞生过程
“特殊的日子”
2022年12月12日，人造太阳事业获得了历史性的突破。人造太阳，即人为通过氢聚变产生氦而达到模拟太阳的效果。太阳之所以会发光，是因为氢聚变成氦而提供了能量。长期以来，人类使用的能源都是煤炭、石油等化石能源，但是，这类能源的使用不仅会对环境造成严重污染，而且数量有限，总会有消耗殆尽的一天。面对如上难题，人类几十年内都在探索着清洁能源的利用问题，思考能否如同太阳一样通过核聚变的方式把氢聚变成氦。然而，受制于技术局限，提供给反应物的能量往往大于反应之后输出的能量，得不偿失。唯独今天，人类历史上首次实现了能量产出大于能量提供的突破，人类离人造太阳的诞生也更近一步。
“读万卷书，行万里路，看万颗星。”
紧接着，陈鹏飞老师为我们分享了生活与天体之间存在的紧密关联。
“我们生活在一个非常好的时代”，白天风和日暖，夜晚星汉灿烂。与自小生活在城市的人不同，陈老师在江西老家度过的夏季夜晚是被满天的星星装点的。夏天比较热的时候，他就拿个竹床放到二楼房屋平顶上，躺在上面端详清晰而绚丽的银河，看时不时划过的流星，享受这份来自大自然的礼物。陈老师在给中学生做科普的时候经常会说，“以前我的老师说‘读万卷书，行万里路’，现在我会提一个更有意义的口号，那就是‘看万颗星。’”
“我们也生活在一个非常美的时代”，整个宇宙非常的和谐：月亮绕着地球转，地球绕着太阳转，太阳绕着银河系的中心在转，银河又绕着本星系群在转，整个本星系群又绕着室女星系团在转，非常有规律。太阳系从里往外有八大行星：水、金、地、火、木、土、天、海。地球排在第三位，离太阳不是太近，也不是太远，处在一个适中的位置。整个太阳系和银河系也如此，美而有序。
2000多年前，古人屈原思考过列星能够如此整齐地进行排列的原因，而这个问题现在我们也仍在思考。陈老师非常喜欢看猎户座，他提起这样一次特别的经历：晚上10点从鼓楼一个办公室走出来时，他一抬头便看见了天上的猎户座，星空之美让他非常激动。猎户座的中间有三颗星排成非常整齐的一排，如果观测者向猎户座伸长其手臂，三个手指的位置就是三颗星的位置。陈老师又接着回忆，“我女儿小的时候，我就经常跟她说，猎户座的这三颗星就像我们一家三口一样排排坐，当然这也是我的一点小癖好。我有一个澳门科技大学的同事也是如此，他的癖好是每年元旦必须在晚上看一下名为水委一的星，因为这颗星它的含义是，不管遇到什么挫折或是艰难险境，都可以勇敢面对甚至化险为夷。前两个星期，我正好在澳门科技大学访问，我们爬到山后面，在澳门赌场灯光极亮的情况下竟然还是看到了猎户座、天狼星，看到了我同事喜欢的水委一。”“到了冬天，大家应该认几颗星。远离家乡的时候观星，就像突然偶遇了老朋友一样，那种感觉非常美妙。我非常喜欢的星除了猎户座、天狼星，还有昴星团。昴星团由 7 颗星组成，而七仙女的故事就来源于此。七仙女中的妹妹年纪最小，因此着对应最暗的那颗星。现在我们有视力表，你要看到最下面那一行就代表你的视力值达到了1.5乃至2.0。古代没有视力表怎么办？能看到七仙女里面的七仙妹妹的话，视力就最好了。”陈老师口中的星空俨然已经成为了生活的一部分。
“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”
关于太阳系是怎么形成的，2000 多年前，屈原好奇过，200多年前，康德也好奇过。然而这位几乎没有太多物理知识、一辈子都没有出过国而只待在科尼斯堡镇上的哲学家康德，却提出了太阳系的形成理论，也被称作“星云假说”。康德认为，在整个太阳系中，太阳也好，地球也好，都来自于一大团的星云。经过过去 200 多年科学家和天文学家的不断探索发现，138亿年之前发生的一次至今没有被完全理解的宇宙大爆炸让物质从无到有诞生。而到了8亿年之后，我们的银河系也随即诞生了。不识庐山真面目，只缘身在此山中。银河也一样，我们可以知道远处的星系长什么样子，但我们唯独不容易知道我们所生活的星系长什么样。
130亿年之前，银河系诞生，银河系中的第一代恒星开始出现。这时候构成恒星的物质主要是氢和氦以及微量的锂，其均来源于宇宙大爆炸。第一代恒星的体积都非常大，质量可能是太阳质量的上千倍，所以其死亡的时候会不断发生氢聚变，氢变成氦，再慢慢变成碳、钠、氧、硅，各种元素聚变在一起变成越来越重的元素比如铁等等。从第一代到第二代、第三代......恒星中渐渐有了较重的元素，比如碳、氮、氧、铁等等。而太阳显然不是第一代恒星，因为第一代不会含有碳、氮、氧、铁等元素，同时也不是第二代，因为第二代所含金银过少，所以太阳是第三代。第一代恒星死亡的时候，会发生剧烈的爆炸，由此产生超新星。而超新星非常明亮，其爆炸发出的亮度远超整个星系的亮度，与此同时又将大量金银铜铁等物质抛到太空，这些物质后来慢慢又聚在一起形成第二代、第三代恒星。
到了大概46亿8000万年前，在距离地球大概 1000 光年远的地方有两颗中子星。中子星其实是恒星死亡之后发生超新星爆发后的“尸体”，其体积非常小，半径大概有10公里，但质量跟恒星相近，所以非常致密。这两颗中子星相互绕转，慢慢越转越靠近，最后撞在一起。这个过程非常剧烈，能够产生足够多的金和银。为什么天文学家能知道46亿8000万年之前的事情，怎么会知道有两颗中子星发生了碰撞和融合呢？原因就在于依靠所观测到金银的含量，科学家们可以去推测和还原整个过程。恒星的元素成分和比例就像我们人的 DNA 一样，可以告诉我们恒星的过去。大概过了8000万年，距今46亿年的时候，太阳的上一代恒星发生了非常剧烈的超新星爆发，并产生冲击波，挤压了周围的星云。星云是恒星的摇篮，充满气体和尘埃，是一种不均匀的物质。和马太效应类似，不均匀会导致密度高的地方更密，因为越密的地方越重，万有引力更强，更容易把周围其他东西吸过来，进而使密度更大。而其中一小块星云缩成一团，就变成一个恒星。
因此，星云的坍缩方式通常有两种。一种是自发的，星云有密有疏，密的部分会吸引周围的物质，慢慢的变成恒星，这一过程速度比较慢。另外一种就是上一代恒星进行超新星爆发时产生的冲击波继续挤压周围的气体和尘埃，从而加速了整个坍缩过程，使它很容易产生更多的下一代恒星。
如果星云在初始的时候是静止的，那么在自己的万有引力作用下，它就会慢慢坍缩。而由于角度的缺失，星云最后只会演变成一个恒星。但实际上，初始情况下的星云或多或少会转动。而且因为尺度足够大，即使初始转速很慢，星云也会在时间的推移下越转越快。打个比方，就像溜冰运动员一样，开始的时候伸长手臂慢慢转，一旦把手臂缩起来，就会转得很快。因此，由于星云越缩越小，转速也越来越快，这时所有的物质都会被吸到中间的部分。星云中间有一个盘，中心的引力正好提供盘旋转的向心力。与此同时，重一点的部分会把周围的物质吸引过来，盘便分层成一圈一圈的物质，而每一圈可能就变成一颗行星。所以，地球附近的物质慢慢聚在一起，变成地球，同理，木星附近的物质慢慢聚在一起，变成木星。这也解释了八大行星差不多在同一个平面上绕着太阳旋转的原因——它们都来自于同一个星云的盘，早期整个太阳系在跟它的轴垂直的平面旋转，所以行星也就在盘上了。英国天文学家金斯发现了这种效应，后人将其命名为“金斯不稳定性”。
“整个宇宙最难以理解的事情
是宇宙能够被我们理解。”
爱因斯坦曾说过一句话：“整个宇宙最难以理解的事情是宇宙能够被我们理解。”人类的智慧在浩瀚无垠的宇宙面前，得到了闪烁的机会。
在 100 年前，著名的天文学家艾丁顿，也是南大天文系早期创始人之一戴文赛先生的博士生导师，曾言恒星内部因为看不见的缘故，是宇宙中最难以探测的。但过了几十年，科学家们就找到了两种办法进行探索。一种办法是通过理论：我们知道太阳是通过核反应来发亮的，而亮度又是可以测量的，因此可以通测量亮度来计算太阳内部的温度，进而推算核反应的速度。到了 60 年代，美国天文学家很偶然地发现太阳的表面存在着和地震类似的震荡，并将其称其为日震，因此又有了第二种方法，即根据日震的传播去反推太阳的内部结构。
质量差别很大的天体也可能来自于同一团星云。以太阳和地球作为比较的例子：太阳的质量是地球的 33.3万倍，半径是地球的 109 倍，体积是 130 万倍。但是，地球的密度是太阳密度的 4 倍。而八大行星中，水金地火都是由岩石组成的，木土天海都是由气体组成的。刚开始的时候，这些天体都跟太阳的成分差不多，而导致差异性结果的原因就在于太阳温度高，离太阳近的气体会挥发，留下了熔点比较高的物质比如硅酸盐等等；如果离太阳远，天体所感受到的光和热弱了，太阳风也弱了，不足以把气体吹走，因此这类天体主要由气体构成。
但 100 年前，天文学家并不知道太阳的成分和地球是不一样的。探测地球的成分很简单，因为我们就生活在地球上。根据康德的星云假说，当时的天文学家都认为整个太阳系都是同一片星云演变过来的。因此在100 年前，科学家都认为太阳的成分跟地球一样，太阳只是一个大一号的地球。以至于这个时候的主流观点认为，把如果把地球加热到6000K，地球也能成为一个小太阳。但这个观点后来被一位女天文学家否定掉了。根据英国天文学家塞西莉娅的结论，按数量上讲，太阳的成分中，氢占91.2%，氦占8.7%。其他的碳、氮、氧、铁、金、银铜加在一起也就 0.1% 左右。但如果按照质量，氢只占73.5%，其他的金、银、铜、铁等就占 1.7%左右了。当然对此的争论尚存，20年前有英国天文学家便认为其他金属的含量是1.3%而不是1.7%。这种差别造成的后果截然不同，因为天体跟人体一样，即使是微量元素的缺少也会带来“疾病”。举个例子，缺少铁会导致贫血，而缺少钾则会导致软骨病。太阳与人体也一样，极少的差别可能会导致其寿命缩短 10 亿年。
谈到太阳成分的测量，英国的天文学家塞西莉娅是极其重要的人物。塞西莉娅小的时候就喜欢科学，但是当时英国社会的性别歧视现象非常严重。读中学的时候，中学数学老师就说她永远不可能成为一个学者，原因很简单，因为那时候英国的博士学位拒绝授予女性。塞西莉娅因此离开英国，到哈佛大学攻读博士学位。有一次爱丁顿在剑桥大学介绍去非洲观测日全食的经历，这次报告的讲台下面就坐着塞西莉娅，借助这次报告她也萌生了学习天文的想法。塞西莉娅根据光谱，发现太阳里面氢和氦是主要成分，占了总数的99%。这个结论在当时是惊世骇俗的，塞西莉娅也因此遭到著名天文学家罗素的否定。但是，这个起初不被相信的发现最后还是得到了证实。塞西莉娅说过一句话：“科学研究的回报是成为历史上第一个看到什么或者理解什么的人所带来的那种激动之情。”所以说，不管是在自己的单位岗位上提高效率，或者创造社会财富等等，都可以带来成就感。陈老师提到，他经常会讲塞西莉娅这个故事，一方面是讲给学生听，告诉他们要有批判的思维，要有挑战权威的思维，另一方面也是讲给他自己听，要避免成为罗素那样的导师，因为塞西莉娅这样评价罗素：“我尊敬他，害怕他，但不喜欢他”。
02
地球上生命的维系
“阳光经过 17 万年的长途跋涉
才能和我们见一面。”
太阳诞生后给地球提供了恰当程度的光和热。除了光和热，阳光照在皮肤上也会促进维生素D的合成，而这也是维系生命非常重要的因素。全世界维持 21 世纪现代化生活所需要的总发电量接近30万亿千瓦，而太阳光照到地球表面的总功率是2000万亿千瓦，所以只要能利用太阳能的沧海一粟，都是一件不得了的事情。
前面我们提到，太阳之所以会发光，是因为它核心的地方会发生核聚变。太阳中心非常致密，温度和压强足够高，满足劳森判据。发生核反应时，四个氢原子在太阳中心就有机会碰在一起，变成一个氦原子。四个氢原子的质量会比一个氦原子的质量要多7/1000，也就是说，4个氢原子变成1个氦原子之后，它的质量会减少7/1000。根据爱因斯坦质能公式，减少的质量乘上光速的平方就等于能量，而这些能量就被太阳用来发光了。
太阳光是可以测量的，每秒钟照到地球附近的太阳光是1360瓦。太阳为了发光，一秒钟质量要减少40亿公斤，所以说“一寸光阴一寸金”也不无道理。但是不用担心，即使按照这个速度，在太阳存在的100亿年里面，太阳总的减少量也只占总质量的1/1000。光从太阳表面到地球需要经过500秒的时间，这一段距离是太阳半径的215倍。但是太阳光最早是在核心的地方产生的，它传到表面却大概要17万年。之所以需要这么长时间，是因为太阳内部太致密了。因此，阳光经过17万年的长途跋涉才能和我们见一面，非常不容易。
“哪里有什么岁月静好，
是地球的大气和磁场在为我们负重前行。”
现在的太阳因为比较平稳，因此生活在地球上的我们感受到的是风和日丽、春暖花开。虽然玛雅预言说2012年太阳中微子的大量爆发会导致世界末日，但事实证明不会如此。每秒钟大概有100万亿个中微子穿过我们身体，由于它们和其他物质发生相互作用的概率非常低，人类也不用担心中微子爆发会导致世界末日。但这并不意味着我们地球就是太平的，并不意味着太阳总是会对我们那么温柔。
太阳跟地球一样有大气层。最靠近太阳表面的叫做光球层，其温度有6000 度，厚度约500 公里。在它的上面有厚度约1500-2000公里的色球层，但温度升高到1万多度。而最外层的大气层日冕的温度则高达到100 万度。这是很反常的，因为太阳的能源在核心，按常理说越往外温度应该越低，但显然真实情况恰恰相反，这也是一个80年来一直没有完全解决的谜。
日冕是非常壮观的，当月亮把太阳遮挡住时，日冕就显露出来了。日冕的温度很高，压强很大，太阳的重力不足以束缚住它，所以日冕不是静止的，而是不断在往外吹风、不断外流。它的速度非常快，慢的有三百公里每秒，快的则是七八百公里每秒。所幸地球有大气和磁场在保护着人类，否则太阳风对于我们来说就是灭顶之灾了。地球磁场不停地受到太阳风的挤压，备受煎熬。所以哪里有什么岁月静好，都是地球的大气和磁场在为我们负重前行。当然，虽然有地球磁场在保护着我们，太阳风也仍会对地球的大气产生影响，一天吹掉几百吨氧气。但人类现在无需担心，因为大气中暂时仍有有足够多的氧气，只是随着时间的推移，这也存在一定风险。
实际上，太阳上会发生很多剧烈的爆发。太阳并不是一个简单的发光球体，用世界上最好的望远镜来看，太阳上的一个非常小的黑子只有 5 个地球那么大，但却有非常复杂的结构在不断发生变化。除了用望远镜去看，也可以用不同颜色的光去看。我们之所以觉得太阳普通，是因为我们仅仅在用可见光观察。如果用紫外光去看，太阳会有一个从亮至暗再变亮的十一年的周期。而如果用x光去观察，会发现日冕里有很多的环状结构和亮点，时不时有10亿吨的物质以1000-2000公里每秒的速度抛出来。日珥则是突出在太阳表面之外悬浮如耳环的物质。日珥抛射物质之后，就会产生太阳耀斑剧烈的爆发现象，爆发现象仅持续50分钟左右的时间，但释放出来的能量却相当于 100 亿个原子弹。耀斑一爆发，会激发一个全球传播的太阳海啸，同时也会出现日冕物质抛射的现象，被抛射出来的物质就可能撞到地球。但好在地球有大气和磁场保护着我们，抛出物质都是带电粒子，不容易穿过磁力线，所以会被挡在外面。
虽然地面上的我们有地球磁场大气的保护，但地球的磁场毕竟会受到挤压。磁场一挤压就会发生变化，而变化的磁场会产生电场，电场施加在高压电线上，产生很高的电压力，便可能导致破坏。有几个著名的例子：1984年4月，一次很普通的太阳爆发使得电离层受到扰动，美国总统里根乘坐的空军一号与地面通讯就失灵了；1997 年，美国的一个通讯卫星公司研造了一颗价值 2 亿美元的卫星，该卫星原本可以使用12年，结果因为一次太阳爆发撞到地球而只使用了三年；1989年3月，有一次太阳爆发使得加拿大魁北克水电站的变压器烧坏， 600 万人在寒冷的冬天度过了 9 个小时，饥寒交迫，直接经济损失达到 5 个亿，而在瑞典，有5条110千伏的高压电路也受到了破坏。我们国家因为纬度比较低，所以受到的破坏比较少。2022年 2 月份，马斯克发射的几十颗星链卫星，其中有 40 颗因为一次比较弱的太阳爆发而坠毁。太阳一旦发生爆发，第一波产生太阳风，第二波产生耀斑，耀斑的辐射在 8 分 20 秒后就会到达地球。加速的高能粒子如电子、质子等等，以差不多1/2到1/3光速的速度，在半个小时之后也来到达地球。最后是抛出来的10亿吨的物质，以每秒钟 2000公里的速度撞击地球。所以太阳每一次爆发都通过几波来影响地球，导致地球附近产生灾害性的天气。
太阳黑子也会对我们的生活产生影响。黑子的磁场特别强，对比来看，地球表面的磁场不到一个高斯，太阳表面大部分地方的磁场也就几个高斯，但是太阳黑子的磁场高达两三千高斯，就像烧开的水一样。太阳通过对流运动把内部的热量带到太阳表面，使其表面具有5700度的高温。太阳的物质都是由带正负电荷的粒子组成的，带电粒子不容易穿越很强的磁场，只能沿着磁力线或者绕着磁力线运动，黑子的强磁场大大束缚住了太阳表面的对流运动，从内部传过来的热量就减少了，导致黑子表面的温度只有三四千度，比周围的温度要低一千多度，发出来的光弱了很多，这样就显得暗而黑了。古代的人用肉眼只能看到很大的黑子，而系统地对黑子进行观测则源于望远镜的发明。有了望远镜以后，黑子的数目便得以记录下来。太阳黑子数有一个11年左右的准周期，说它是准周期，是因为每一个峰值的大小不等。受黑子数目变化的影响，太阳的亮度会发生变化，太阳给地球带来的热量也会相应发生变化。在过去的几十年里，科学家对太阳辐射到地球大气的热量有过精确的测量，很容易得到一个大约是11 年的震荡周期，而且发现黑子越多，太阳越亮。虽然总亮度变化幅度只有正负千分之一左右，在紫外波段变化达几倍的同时在x线上波段也高达上百倍。
太阳辐射是地球气候的一个主要驱动力，太阳亮度的变化自然也会对地球气候产生影响。研究表明，地球的很多现象可能与太阳黑子的变化有关。一般的情况是，黑子多的时候，地球气候干燥；黑子少的时候，地球气候潮湿，暴雨成灾。比如长江中下游的旱涝和黑子数高度相关。研究表明，长江中下游旱涝指数仅有 11 年到 12 年的周期。1997年的一篇文章根据黑子变化的规律以及洪水的历史数据，预言在1997年前后，长江黄淮流域有可能出现特大洪水。而这一结论在一年之后的1998年也得到了事实的确证。
太阳黑子11年的周期性变化对地球气候产生的影响也表现在其他很多方面。比如黑子多的年份树木生长得快，黑子少的年份生长得慢，这也导致年轮的厚度呈现一个大约11年的周期。气候的变化也影响小麦的产量，从而间接影响小麦的价格。以英国为例，在1250年到1910年期间，小麦的价格变化出现了11年的周期。另外一个极端的例子是在1645年到 1715 年期间，太阳上处于几乎没有黑子的时期，在天文上被称作蒙德极小期，在地球上正好对应气候最冷的一段时期。中国的江西省本来盛产柑橘，但在那段时期柑橘无法生存。欧洲很多河流在那一时期也都结冰，冰川延伸至农田，导致粮食大量减产。阿尔卑斯山的农民不得不将坚果壳磨碎，混着面粉充饥；丹麦的大贝尔特海峡也被封冻，于是瑞典军队的铁骑从冰面上长驱直入，轻松攻占丹麦首都。在伽利略发明天文望远镜以前，虽然没有对太阳黑子进行系统观测，但天文学家们还是可以间接地推断太阳黑子的变化。通过对同位数分析，以及通过数字模拟研究。天文学家发现，在过去的11000年里，太阳黑子出现蒙德极小期的现象几乎每400年左右就发生一次。按此规律简单推算，在未来二三十年里，太阳黑子也许再次会出现蒙德极小期。倘若如此，也许会给目前全球变暖的地球暂时吹来一阵凉风。而之所以用“倘若”的说法，是因为太阳黑子的变化规律目前不是完全准确。太阳辐射对地球气候的影响过程也非常复杂，需要天文工作者和气象工作者协同研究，深入探索。
03
太阳和地球的最终命运
“地球只是生命的一个驿站，
生命终将延伸到浩瀚的星空。”
太阳的这些变化在几十年的时间尺度下也会产生很多影响，包括心血管疾病、建筑的数量、小麦产量、价格、洪水、地震等等，都有一个 11 年的周期。我们现在生活的时代是非常美好的时代，地球几乎在一个圆的轨道绕着太阳旋转，一年四季太阳到地球的距离都相近。但事实并不总是这样，太阳系中还有其他的星球会影响到地球。因此到了万年、几十万年的尺度，太阳对我们的影响会产生变化，地球的公转轨道会逐渐扁平化为了一个椭圆，有时离太阳很近，有时离太阳很远，这种情况发生的周期跟历史上生物大灭绝的冰期非常吻合。米兰科维奇理论认为历史上的生物大灭绝跟此有关，正好也是周期性的。地球受其他星球的影响，轨道也会从偏圆到椭圆，然后又回到圆，有周期性的变化。地球轨道是椭圆的时候，地球离太阳有时就会很远，地球上会非常冷，甚至黄河长江都结冰了。到了更长的时间尺度，比如到亿年的尺度，太阳逐渐变亮。在10亿年之后，太阳的亮度增加10%，会导致太平洋的海水干涸，那个时候大概只有南极洲变成了绿洲还能适合生存。而到了20亿年之后，太阳会更亮，以至于地球上所有的水都蒸发。等到50亿年之后，太阳不断的膨胀，先把水星吞没掉，接着把金星吞没掉，在太阳膨胀变成红巨星的过程中，下一个目标就是地球了。地球和太阳来自同一团星云，和平相处了几十亿年，可最终一方要把另一方吞没。等到60亿年之后，太阳就把它外面40%的物质抛走了，变成行星状的星云，剩下60%变成一个白海星，和地球差不多大，但是密度非常大，每立方厘米2吨重，主要是由碳和氧组成的。
04
尾声
当然，那个时候我们人类不会坐以待毙，而是乘坐宇宙飞船逃离。那个时候所有坐在宇宙飞船上的人，不管是工人、农民还是军人，都会瞬间变成诗人，当晚在日记本上写下一句诗：回不去的地方是故乡。如果地球能够逃掉被吞没的命运，生命还是可以继续在别的星球再繁衍，而如果逃不掉，组成我们人体所有的物质都会被太阳吞没，然后被抛出去，变成宇宙中壮观的焰火。最终抛出来的星云，也许再过个亿万年之后，旁边又会有一颗超新星爆发，挤压使得它又变成了一个新的恒星太阳、新的地球，然后上面又诞生出新的生命。讲到这里，餐会的讲授部分已经临近尾声，陈老师送给大家这样一段话进行结尾：“威尔斯说过，地球只是生命的一个驿站，生命终将延伸到浩瀚的星空。总之，地球是我们美丽但很脆弱的家，所以我们应该好好保护它。”
提问环节
想请问一下老师，现在太阳中微子这方面目前比较前沿的研究方向是什么？我对粒子物理方面稍微有一些了解，当时好像是日本超级神冈探测到了中微子，但现在的问题是不知道为什么中微子会有质量。
关于研究方向，科学家们希望太阳中微子能够成像，还有看一下中微子有没有随着太阳和黑子11年周期发生变化，因为当初不同的人也得过不同的结论。关于中微子质量问题，首先它必须有质量，没有质量的话很多物理的大厦就要垮了。但为什么会有呢？可能更需要关心惰性中微子。通常大家以为天体是宏观的，粒子是微观的，但其实微观和宏观是统一的。
我比较关心刚刚说到的关于太阳的一个问题，就是能不能通过地球计算到氦闪之后质量可能会损失的情况。
有很大的不确定性。到了那个阶段，可能会有各种的不稳定性，导致测算的误差比较大，因为氦闪损失的质量其实不是很确定，强度也不是很确定，所以目前的结论是地球会被吞没，但不确定性非常大。
老师，您刚才讲地球和太阳情仇交织的一生，讲他们俩的相互关系，但是更加侧重于太阳对地球的影响。我想了解一下地球包括其他行星是否能够能对恒星产生什么反作用，或者能对他们围绕的中心恒星产生什么影响？
挺好的问题。是这样的，比如黑子有个 11 年的周期，这个会产生很大影响。但这个 11 年的周期怎么来的？大概在七八十年前，前苏联的科学家就算了一下这些行星的质心，发现符合得很好。木星比较大，木星的周期就是11.8 年，所以他们就提出是行星的运动使得黑子有11年周期。但是学界不太看好，仍然认为是太阳自己产生的 11 年周期。但是这个机制也有它的可取之处，所以也有人在研究。
请问一下老师有没有关于“羲和号”目前可以公开的比较有趣的一些发现。
举个例子，比如说证认了一条谱线。谱线的认证很重要，这样就可以确定元素的含量。以前大家都认为这条谱线是空气里的水产生的，后来羲和在太空中也发现了，由于太空中没有水，因此我们认证出这其实是硅元素产生的谱线。我们羲和号可以观测到不同波长的谱线。
老师，我再追问一下，您刚才提到的我们中国港大和北大牵头的这些科技公司都在搞所谓的太空智能开发。您作为一个学者怎么看？您觉得未来在我们太阳系内搞这种开发可能的形式大概会是什么样的？
我觉得可能比较艰巨，付出的代价会比较大，但是还是值得做，因为地球的资源毕竟有限，而太空上尤其是那些铁矿金矿还蛮多的。
感想体会
学
生
1
我感觉接触天文之后，眼界还有心界就会特别开阔。刚刚看到最后的一个部分，我明显地感觉到人类是多么渺小。如果往开阔的地方想，人的一生最多持续 100 年，但现在发现整个人类可能最多也就存在几十亿年。虽然这也很长，但感觉天文关注的不是这种小事情，关注的是整个浩瀚的宇宙。当我们有什么自己的烦心事的时候，看到这个宇宙，发现烦心事也就不算什么了。
学
生
2
学天文之前也对天文感兴趣，但是学了天文之后，感觉科普和科研的对象是两种存在。如果是科普，眼界可以非常开阔，但是科研需要专注的是某一个小的方向，比如处理数据。当然，你在工作之余，可以抬头看看天空，再去想这些浩瀚的宇宙，就像老师说的一样，仰望星空，脚踏实地。
学
生
3
我的感受就是，人类可以站在地球一个很小的角落去仰望宇宙，发现宇宙的伟大。但是实际上，研究伽玛暴这种本身就是一个很短时间的事件，可能最长也就三四十秒。花几十年甚至一辈子的时间都不一定研究清楚这三四十秒到底发生了什么。在做科研的时候，需要我们用很长的时间去研究一个很短的事件。它的宏大之处就在于你所看到的每一个三四十秒的事件，可能都是一个恒星或者一个系统几十亿年的生命，甚至是几十亿年前在人类还没有诞生的时候就已经发生过的事件。这就是我们去看宇宙的意义和它宏大的地方所在——在一个很小的地方，能看见很大的世界。
王勃在《滕王阁序》中写到，“天高地迥,觉宇宙之无穷;兴尽悲来,识盈虚之有数。”我们在太阳和地球情仇交织的一生里见识宇宙宽广无垠、探索太阳前世今生、珍惜地球美好家园，在对太空无穷无尽的追问中直面人类渺小，收获豁达心态。卡尔萨根在《暗淡蓝点》中给妻子写了一句话：“太空浩瀚，岁月悠长，我始终乐于和你分享同一颗行星和同一个时代。”地球只是生命的一个驿站，生命终将延伸到浩瀚的星空，愿你我珍惜当下，拥抱星空。
-南京大学学生会学术创新部-
文编|胡嫣芸
美编|江晨舸
监制|徐梦钦 杨子聪 许驰 陈思
出品|南京大学学生会学术创新部