我们都知道太阳是一颗恒星，那么我们可以制造出类似太阳的恒星吗

故事 06-11 来源：天文在线

图解：太阳内部示意图

我们太阳系的中心是一个巨大的核发电机。地球以平均9300万英里（1.496亿公里）的距离绕着这个巨大的天体旋转。我们把这颗恒星叫做太阳。太阳为我们提供了生命所需的能量。那么，科学家们能在地球上造出小型版本的太阳吗？

这不仅仅是可能的 - 它已经完成了。如果你把恒星看做一个核聚变机器，那么人类已经在地球上复制出了恒星的性质。但这个发现是有局限性的，地球上所能实现的核聚变规模很小，而且只能持续最多几秒钟。

要想了解科学家是如何制造恒星的，我们有必要了解恒星是由什么构成的，以及核聚变是怎样的一个过程。太阳的氢含量约为75％，氦含量约为24％，剩余的质量则由较重的元素构成。太阳的核心非常炎热 - 温度超过1500万开尔文（接近2700万华氏度或略低于1500万摄氏度）。

在这样的温度下，氢原子们吸收了太多的能量以至于它们会融合在一起。这不是一件小事。氢原子的核是单个质子，因为质子带正电，将两个质子融合在一起需要足够的能量来克服电磁力。如果熟悉磁铁，你就会知道相似的电荷相互排斥。但是如果有足够的能量来克服这种力量，就可以把两个原子核融合成一个。

初次融合后得到的是氘，一种氢的同位素。它是有一个质子和一个中子的原子。将氘与氢融合会产生氦-3。将两个氦-3原子融合在一起则会产生氦-4和两个氢原子。如果你分离整个过程来看，它实质上意味着四个氢原子融合产生了一个氦-4原子。

这时候我们就要提到能量了。我们最终得到的氦-4原子的质量小于4个氢原子的总质量，那么多余的质量去哪里了呢？它转化为能量了。正如著名的爱因斯坦质能方程告诉我们的，能量等于物体的质量乘以光速的平方。这意味着非常小的颗粒的质量都可以转化为巨大的能量。

那么，科学家们是怎么造恒星的呢？

恒星的质量

图解：普林斯顿大学等离子体物理实验室的国家球形圆环实验聚变反应堆。

制造足够的能量来克服电磁力并不容易，但美国在1952年11月1日成功实现了这一目标——世界上第一颗氢弹的艾薇迈克在伊鲁吉拉伯岛引爆。爆炸有两个阶段。第一阶段是裂变炸弹，裂变是原子核分裂的过程，即美国在投放到长崎和广岛用于结束第二次世界大战的炸弹类型。

艾薇迈克中的裂变炸弹组分是非常有必要的，它用来制造氢融合为氦过程中克服电磁力所需要的巨量能量。第一阶段裂变炸弹产生的热量会沿着弹体的铅壳传递到装着液态氘的长颈瓶中。瓶中会有钚棒充当聚变反应的点火剂。

此次爆炸产生的能量相当于10.4兆吨的TNT炸药，它完全消灭了这个岛屿，只留下了一个164英尺深（近50米）和1.2英里（1.9公里）的火山口[来源：布鲁金斯学会]。在那一个短暂的时刻，人类利用了恒星的力量制造出一种威力巨大的武器。热核时代已经开始。

现在，世界各地的实验室正在努力寻找一种把核聚变用作能源的方法。如果他们能够找到一种方法来制造可持续且可控的反应，科学家们就可以使用聚变来提供足够数百万年使用的能量。燃料并不缺乏——氢气充足，海洋中还有大量的氘。

但是，到达我们可以利用聚变能量的阶段需要耗费数年的时间和上百万美元的资源。引发聚变所需要的能量以及伴随该过程产生的巨大热量让我们难以建设能够承载反应的设施。一些科学家在研究用大规模激光来引燃聚变反应，另外一些则在探索等离子体这个选项——物质的第四种状态。但目前还没有人解开这个谜。

所以，我们可以在地球上造恒星——至少在有限时间内可以。但是我们能否维持这个过程并利用它惊人的能量还尚待分晓。

宝贝儿，那可是冷聚变。

用热能来克服电磁力是一种实现聚变的方法。此外，有一些科学家正在研究利用化学和核能反应等对巨大热量没有那么大要求的方法的可行性。它被称作冷聚变。但是冷聚变有一个公关难题——一个早期的（显然成功的）实验后来却被奚落和指责为具有欺诈性且不可靠的课题。冷聚变依然是有可能的，但是科学家们需要做更多额外的工作来说服怀疑论者。