太阳，似乎是自夸父后羿神话时代起就亘古不变的存在。到了人类已然享用其绿色清洁能源的今天，太阳依旧生机勃勃，高悬天空、泽被大地。毫不夸张地讲，地球上所有生物，包括地球自身的命运，都与太阳息息相关。经历了几十万年的进化，人类已经拥有了具备高级逻辑思维能力的大脑和进行外太空探索的科学技术。此时必然要思考的问题之一，就是人类和这颗蓝色星球的未来将会通向何处。
若把这个“未来”放在天文学尺度上进行讨论，你就会发现，它与太阳的命运紧密相连。
假设人类没有因毫无节制地破坏自然，最终自作自受地将自己毁灭；假设地球也不会遇到强烈到足以导致地球或人类的毁灭小行星撞击地球事件，那么最后，地球的“寿终正寝”会发生在什么时候？以何种方式？是什么状态？它的终结者会是它的缔造者太阳吗？那太阳的最终命运又将如何呢？《天问》专栏第九期，我们将在天文学的框架下来尝试探索这些问题的答案，揭开太阳、地球及人类的终极命运之谜。
要想回答上述问题，首先应了解天文学上最常用的工具——赫罗图，并以此为基础来看看太阳作为一个普通恒星在赫罗图上走过的一生。赫罗图与恒星的一生问天什么是赫罗图？答案很简单：如果在一个没有光污染，或者光污染不算很严重的地方，比如远离城市的郊区，在一个晴朗无月的夜晚仰望星空，任何人看到的都将是满天星斗。图中由左上（蓝色）向右下（红色）的一条恒星带为主序带。
处于主序带内的所有恒星，其中央核心区皆正在进行氢核聚变反应，这个聚变过程可以在相当长的时间内持续释放出巨大能量。
图中以太阳为起点的演化迹实线标示了太阳依次经过主序、亚巨星、氦壳层燃烧恒星、红巨星、双壳层燃烧恒星（简称AGB，渐近巨星）的演化历程；随后，太阳开始膨胀，图中演化轨迹水平部分标示的是时标很短的行星状星云状态；在剥离外层星云物质之后，太阳来到白矮星演化阶段（左下），并最终在这条轨迹上耗尽所有能量，变得越来越暗、越来越冷，直至无迹可寻。
其实，在赫罗图上，太阳的演化直接关系到地球命运的“点”大概只有两个：第一是主序上的太阳，第二是右上角的“红巨星”及“渐进巨星”。主序上的太阳为地球带来了宁静安详，赐予万物所需的能量，而变为“红巨星”及“渐进巨星”的太阳则可能是狰狞恐怖、令人绝望。
对人类历史而言，太阳是平静、和煦、亘古不变的。但在天文学家看来，这个“不变”是相对的，“亘古”二字实为人类历经的时标太过短暂而产生的错觉。在赫罗图上，当把大量已知距离的恒星都画在同一张图上时，最为突出的特征就是绝大多数的恒星都会处于前文提到的主序带上。这种特定区域内的高度集中，其实反应的是恒星在该区域内停留的时间特别的长，用物理知识来解释这种现象，即恒星此时正处于中心氢燃烧阶段。
主序是恒星一生中最平稳、持续时间最长的演化状态，太阳目前就处于它的主序阶段。虽然我们平日里觉得太阳“暖融融的”，其实它内部的核聚变反应时刻释放着毁天灭地的巨大能量。太阳表面每秒钟辐射出的总能量相当于其中心区域每秒钟爆炸约一千亿颗一百万吨TNT当量的氢弹，而太阳核心燃烧区域内氢的总储量可以自点燃开始支撑这个产能过程长达约一百亿年之久！
根据天文和地质科学的研究，太阳目前的年龄大约是四十六亿年，也就是说：太阳还可以继续稳定地在主序上度过五十亿年以上。那么，太阳终究有一天会耗尽中心的氢，这之后她将何去何从呢？用物理知识进行简单描述：当中心氢核聚变能源耗尽后，太阳会收缩以保持结构的稳定性；收缩将导致中心区域的温度上升，并最终点燃中心以外的氢壳层（大爆炸合成的原初物质及主序氢燃烧的产物）。
此时的太阳，中心由于没有了能源而成为等温体，外部的氢壳层燃烧区域因为整体收缩会被加热到比之前氢聚变时的核心还热，因此这种壳层燃烧远比主序时的氢核燃烧效率更高，从而大大增加了表面辐射的总能量，也大大缩短了对应阶段的恒星寿命。太阳在这一阶段将逐渐变得又大又亮，但表面因为体积膨胀、温度下降而呈红色，这就是红巨星阶段。
也正是因为她体积的变化，从而引申出了我们最关心的问题：地球会因此而毁灭吗？地球的命运要回答这个问题，我们需要定量的佐证。将恒星演化理论应用于太阳，我们可以精确地预测在红巨星阶段“太阳”能够具有的最大半径，同理也能较为准确地推测出第二次变成红色巨星，即渐近巨星星时“太阳”的大小。假定地球绕太阳运行的公转轨道在未来的七十多亿年保持现在的位置，通过下面的赫罗图（图3），我们可以为地球的命运做一个预测。
研究黑体辐射的物理学提供给了天文学家一个公式，这个公式把所有恒星的总辐射量、恒星的有效温度和恒星半径联系在了一起，叫做斯特潘-玻尔兹曼定律。借助这个定律，我们可以在刚才的赫罗图上标一条线，那是半径等于地球当前轨道半径，且具有不同温度的所有恒星在赫罗图上位置的直线（图3中的绿色粗线）。同时标出的还有对应金星（黄线）和水星（红线）轨道半径大小的位置。
大约在太阳年龄为123亿年时（也就是76亿年之后），其大小将达到第一个最大值。从图3可以看出，太阳的半径完全超过了水星现在的轨道（图中的红点处），水星早就挂掉了。随后，太阳会大大地收缩，但也会比当前的太阳大10倍以上，并在那里停留大约1亿年，之后会向更大的体积发展。此时，太阳半径会非常接近金星轨道，且变得十分暴躁（热脉动渐近巨星），此过程中会抛出大量的物质。
太阳表面抛射物质在当前就时有发生（日冕物质抛射），今年记录到了一次强度罕见的日冕物质抛射，释放的能量相当于一千亿颗100万吨TNT当量的氢弹。然而即便是这样的抛射，也远逊于热脉动阶段的普通抛射过程。可以想象，那时暴躁的太阳随便“打一个喷嚏”，近在咫尺的金星就会分分钟被蒸发。因此，金星肯定会在这个阶段挂掉。那么，地球的命运又将如何呢？
当太阳达到最大的时候，其外表面几乎可以到达地球现在的位置（还有点距离），而那时其表面温度大致是4000度！虽然太阳的表面没有真的到达地球，但此时地球安全么？如图3所示，如果地球在未来几十亿年都保持在当前的轨道上，那么，地球将处于稠密而炽热（几乎是当今日冕的环境）的包裹之中。此时地球周边的温度（虽不是按常规的黑体辐射定义的）可以达到1万度，甚至更高。
不仅如此，红巨星阶段的太阳会向外抛出大量的炽热物质。这种抛射往往呈非均匀的团块状。在这样的恶劣环境中，地球以固态球体形式继续存在的可能性几乎为零。天文学家预计，届时地球应该被融化，甚至气化。这颗养育了人类及各繁荣物种的行星将在太阳的炙烤与“轰炸”下灰飞湮灭，但那是距现在至少76亿年之后的一个场景。太阳在天文时间尺度上的演进，对地球这颗行星有着无可回避的生杀大权。
实际上，在茫茫宇宙中，恒星的演化进程造成其行星系统的生生死死时刻都在发生，这是天体物理现象，地球和太阳系的其它行星皆无例外。但人类需要为我们在百亿年时间尺度上的未来担忧么？笔者认为大可不必。因为在未来漫长的七十多亿年间，能够发生的事情还很多，以人类现在已经具有的能力向前推进，虽然不至于让地球消失，但已经可以使得她不再适合人类生存。
需要特别说明一点，我们通过积累掌握的这些能力（即当代的知识和科学技术）从牛顿算起也就是几百年。如果把太阳的寿命比作一天，我们的这几百年连一秒都谈不上。在人们忧虑地球被太阳吞噬之前，真正需要担忧的是其它太阳系小天体的来袭，甚至是我们人类内部产生的一些致命因素。