恒星核心的单个质子可能没有足够的能量来克服他们的电荷引起的排斥力,但这些粒子在量子隧穿的效应下,最终在一个更稳定的状态下(如氘)导致核反应的发生。即使对于任何特定的质子-质子相互作用,量子隧穿的概率很小,或者和你连续三次中奖的概率一样,核心中有如此多的相互作用持续发生,这意味着太阳中每秒钟有4×10 ^ 38个质子融合成氦。
而这个过程,由量子物理推动的核聚变,是为绝大多数恒星提供能量的原因。一旦核聚变开始发生,原子将不再抵抗恒星的重力,而时核聚变的辐射能量核重力发生平衡。像我们的太阳这样的G型恒星可能会存活100 - 150亿年,而一颗低质量、昏暗的红矮星(一颗M型恒星)可能存在于数千亿到数万亿年之间,比宇宙目前的年龄还要长的多!
但另一方面,当恒星变得越来越大时,燃烧聚变的核心会变得越来越大。最大、最蓝的O型星的质量是我们太阳的100多倍,在不到100万年的时间里就将燃烧完它们全部的氢燃料!对于像太阳这样的氢聚变恒星,决定恒星年龄的是它们质量的大小。正是核反应的辐射能量阻止了太阳的膨胀或收缩。恒星越大,辐射越强烈,燃料燃烧得越快。
这就是我们太阳发光发热的原理。