1905年，德国物理学家爱因斯坦提出了“狭义相对论”。它有一个结论：质量乃是极端集中的能量形成，很少的质量就能转化为巨大的能量。假如太阳的能量源自某种核反应，那么为了确保它像现在这样发光，就必须在每一秒钟内将460万吨物质转化为能量。这个数字听起来好像很大，但是与太阳本身的巨大质量相比却微不足道。因此太阳有生以来差不多一直就像今天一般大。
放射性还可以用来测定地球的年龄。例如任何数量的铀都要经历45亿年才会有一半衰变为铅，因此测定一块含铀岩石中有多少铅，就可以推算出组成该岩石的那些铀原子的衰变过程已经持续了多久。
现在看来固态地壳大概已经存在了46亿年。在此以前，地球可能是正在缓缓凝聚的物质，也可能以熔岩的形式存在。
太阳的年龄至少也得像地球一般大，或者还要更老一些。核能是否能在这么长的时间内始终维持太阳的光和热呢？倘若能够的话，它的核燃料又是什么？是铀的放射性衰变吗？
天文学家们在研究太阳的光谱线时发现，太阳大约有7l％是氢，27％是氦，所有其他元素的含量都微乎其微。因此，太阳的能量来源必定涉及氢与氦的变化，其他任何元素的含量都太少，都不足以满足这方面的要求。
氢原子核就是一个质子。氦原子核由2个质子和2个中子组成。4个氢核可以通过“核聚变”而合成一个氦核（当然，这时就会有2个质子转变成为中子）。氢弹的能源正是这种聚变过程。如果它也是太阳的能源，那么我们就可以把太阳看成一个硕大无比而永远在爆炸着的氢弹。不过，它自身的强大引力使它不至于被炸得粉身碎骨。
如果太阳在一开始时是纯氢的，那么它大约要花200亿年的时间才能形成目前这么多的氦。不过，天体物理学家们已经证明，太阳在一开始就含有相当数量的氦，由此推算出它的年龄是50亿岁左右。
科学家估计，再过50亿年，太阳的大部分氢会聚合成较重的氦，氦需要更高的温度，才能聚合成碳，因氦较重，其引力会更强，使太阳中心压力加大，当气体压力增高时，按气体定律，温度就会自动提高，当太阳大部分是氦时，其中心温度会增高到现在的10倍，达到1亿摄氏度时，氦就聚合成更重的碳，然后因引力会产生更高的温度而将碳聚合成氮。如此重演累进到氧等更重的物质，一直到铁，在高温中，所有物质都成为气体。
当太阳的氦开始聚合时，它将成为一个巨大的氦原子弹而爆炸，使直径扩大100多倍。因膨胀过大，其表面温度反而会降低，使太阳表面的颜色从现在的高温白色变成低温的红色，成为一颗“红巨星”。一旦太阳没有热能来源时，它会开始冷却坍缩，坍缩到最后会使太阳中心具有很高的压力。高到将原子外层电子壳压溃，使电子不再在核子外旋转，电子与核子成为没有规则结构的高密度混合物，这时太阳就成为一颗“白矮星”，以后渐渐冷却暗淡，成为“黑矮星”。至此，太阳的活动就彻底结束了。
如果一颗恒星有10倍太阳的质量，聚合过程中温度会升高得很快而引起“超新星爆炸”，大爆炸的中心会形成一个密度极高的中子星。如果一颗恒星有太阳30倍以上的质量，大爆炸的中心则有可能形成一个黑洞。
当太阳成为一颗红巨星时，它的直径增加到现在的100多倍。从地球上看，白天太阳几乎占满了天空。这情形是很吓人的。虽然太阳表面温度低了一些，但因太阳面积增大了几万倍，离地球又近，太阳照到地球上的能量过多使地面太热，地面的水变成蒸汽，海洋成为沙漠，人类就不可能生存了。
关于太阳年龄能量的研究还在进行，科学家的推论还必须经过实践的检验，到底太阳会不会消失，地球最后还能不能适合人类居住，一切还有待科学的进一步发展去揭开谜底。
太阳黑子之谜
太阳就像一个火球，散发着耀眼的光芒，其表面的活动现象非常复杂，也相当丰富多彩。太阳黑子是人们最早发现也是最熟悉的一种发生在太阳光球表面的活动现象。
太阳的表面并不是无瑕的，有时也会出现或多或少的黑斑，这就是太阳黑子。我国对黑子的观测源远流长。《汉书·五行志》中记载：“汉成帝河平元年三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”据专家考证，乙未应为己未。这指的是公元前28年5月10日的一次大黑子，这条记录不仅说明了黑子出现的日期，还描述了黑子的大小、形状和位置。
其实，早在公元前140年前后成书的《淮南子·精神训》中就有“日中有蹲鸟”的记载，蹲鸟就是黑子。甚至追溯到3000多年前的殷代，殷墟出土的甲骨文中也不乏太阳黑子的记录。
近些年来，我国天文工作者从公元前781年到1918年约2700年的历史典籍中，查出数百条有关黑子的记载。
欧洲人观测太阳黑子开始于意大利天文学家伽利略。1610年，伽利略用望远镜在雾霭中观察太阳，并看到了太阳黑子。与他同时使用望远镜观测太阳黑子的还有德国的赛纳尔、荷兰的法布里修斯和英国的哈里奥特。
从肉眼直接观测到使用望远镜观测，标志着人类对太阳黑子现象的研究逐渐走向科学阶段。
太阳黑子看上去是黑的，实际上并不真是黑的，它们也是炽热明亮的气体，温度平均4527摄氏度左右，但比太阳光球温度5727摄氏度要低多了，显得黯黑了。
黑子的大小很悬殊，大的直径可达20万千米，比地球的直径还要大得多，小的直径只有1000千米。大黑子一般都由本影和半影组成。本影是黑子中间最黑暗的部分，温度只有4127摄氏度。半影是外面一圈不太黑的部分，温度大约5227摄氏度。较大的黑子经常是成对出现，并且周围还常常伴有一群小黑子。黑子的寿命也很不相同，最短的小黑子寿命只有两三个小时，最长的大黑子寿命有几十天。黑子的数目有时多，有时少。黑子大量出现的期间，还会伴随着其他一些现象出现，叫太阳活动峰年；黑子很少的期间，叫太阳活动谷年。两个峰年之间的周期平均为11年，历史上记录的最长周期达到17.1年，最短的周期只有7.3年。
1904年，英国的天文学家发现，在每个11年周期中，黑子先在日面中纬度地区出现，然后逐渐向低纬度方向移动，直到赤道附近。
太阳黑子的本质是什么？它们是怎样形成的？
科学家认为，太阳黑子起源于太阳内部磁场与太阳较差自转相互作用的结果。太阳自转时，太阳赤道附近的自转速度比高纬度区域的自转速度要快一些。太阳赤道附近的自转周期是25天，南北纬30度的自转周期是26.3天，南北纬45度的自转周期是26.9天，被称为较差自转。由于太阳的较差自转，太阳赤道地区表面以下的磁力线就会变长。太阳自转一次磁力线就拉长一点儿，多次自转以后，磁力线就会绞在一起成为磁力线的纽结。磁力线形成纽结后，磁场强度猛增，其结果就使这些磁力线纽结从太阳的表面以下浮到了太阳的表面上。磁力线纽结的强大磁场又抑制了从下往上辐射的光和热。结果这一部分的温度就比周围低，看起来就比周围黑。太阳黑子就形成了。太阳黑子就是太阳表面的局部强磁场区。而其他形形色色的太阳活动现象，都是太阳表面活动区的强磁场与太阳大气中的电离气体相互作用的结果。
太阳黑子的活跃程度对地球也有一定影响。科学家可以通过太阳黑子的周期变化预测地震、厄尔尼诺现象等。
地球上级别较低、破坏力较小的地震是经常发生的。太阳黑子对于级别高、破坏力大的地震，特别是对其高发期的预测则显得十分重要。根据各种天文因素变化预测，2007年6月会较集中地发生几次7级以上的地震。如果发震时有较大的太阳黑子出现，则震级会相应提高，发震次数也会增加。如果在2007年11月至2008年2月有大彗星过近日点，那么这个时段及延后的一年时间里将会出现强地震高发期，8级左右地震会有多次发生。如果没有大彗星过近日点，那么这一时段7级以下地震则较多。
相关研究发现，厄尔尼诺现象的发生与太阳黑子高峰期、大彗星出现、行星、地球所处黄道面位置相关。基于上述的认识，科学家预测在2007年1～10月份将不会有强厄尔尼诺事件发生，而2008年（上半年）则有可能出现强厄尔尼诺现象。如果在2007年11月至2008年2月有大彗星过近日点，那么此时段将定会有强厄尔尼诺事件发生，其高峰期则会出现在2008年的1～2月份。
除此以外，科学家们通过对树木年轮的研究，发现在过去的11400年里，共有31次太阳黑子活动频繁期，每次平均持续30年。其中最长的一次持续了90年。这些结论的得出有助于科学家对我们目前所处的这次黑子活动频繁期的持续时间进行推测，从而更深入地研究太阳黑子的活动对地球的影响。
美妙的日食之谜
在漫长的历史长河中，由于对日食认识的局限，曾经出现过无数神话与传说，而不同时期的统治者也曾出于需要，散布和渲染过种种恐惧的说法。
关于日食，传说认为是妖怪吃掉太阳。墨西哥印第安人每次见到日食，女人都歇斯底里地惊叫，他们认为这是魔鬼即将降临世间吃掉人类的信号。斯堪的纳维亚人部族认为日食是天狼食日；越南人说它是只大青蛙；阿根廷人说它是只美洲虎；西伯利亚人说它是个吸血僵尸；印度人则说它是怪兽。
美国的奥吉布瓦印第安人在日食发生时会向天发射带火焰的箭，意图是“再度点燃”太阳。日本历史上曾有规定：在日食当天可停止工作，囚犯可获大赦。日食甚至曾令一次古代战役以和解告终。古希腊历史学家希罗多德如此著述：公元前585年吕底亚人和米提亚人交战，决战当天战场上空突然发生日食，双方见状，马上宣布休战，重建太平盛世。
人们不禁要问，日食究竟是怎样产生的呢？日食现象发生的原因与月食相同，只不过是当月球运动到地球和太阳中间，月球的黑影落到地球上，处在黑影中的人们就会看到日食现象了。日食只能发生在“朔”时，因为只有那时月球处于地球和太阳之间。与月食相同，也不是每次朔时都会发生日食，而只有当日、月、地三者处于同一直线上才可能发生。
由于月球的影子比较小，月球与地球之间的距离又不是固定不变的，所以月球影子有时不能到达地球，而它的延长部分才能到达地球。月球落在地球上的影子分为三种，本影、半影和伪本影，本影是一点阳光也得不到的部分，半影是在本影周围可以得到一点阳光的部分，伪本影则是本影的延长部分。
本影扫过的地方可见日全食，半影扫过的地方可见日偏食，伪本影扫过的地方可见日环食。日环食即太阳被月影遮得只剩最外面的一圈光亮了。虽然地球上每年都会发生日食，可是因为月球的本影很小，月球本影扫过的地带也很窄，所以每次日全食发生时，只有在地球上很窄的全食带内才能看到这壮观的天象。同一个地方大约每隔300年才能看见一次日全食。日全食现象非常美丽壮观，因此每次日全食发生时都有许多人千里迢迢赶到那里去观测或欣赏这难得的天象。
日全食绝不是什么罕见的事情，大约每一年半就在世界的某个地方发生一次日全食。由于地球和月球都在运动，所以月球的影子以很快的速度扫过地球表面。在投影扫过的区域内，人们就可以看到日全食。扫过的这片长条形区域成为全食带。由于全食带很窄，一般仅有200千米左右，所以对于在地球上某一特定区域的人们来说，要约300年才能见到一次日全食。
日全食比月全食更美丽、更壮观。光芒万丈的太阳，突然被月亮的黑影遮挡了，黑影一点点扩大，最后把整个太阳都遮住了。日全食发生了，好像黑夜骤然降临，凉风习习，飞鸟归巢。“黑太阳”的四周呈现出平常看不见的太阳大气部分，红色的色球层的上面还跳动着火焰般的日珥，色球层外面包围着白色珠光般的日冕。这美妙而壮丽的景象仅仅能维持几分钟，月影就慢慢地退出了。就在月影刚刚遮住太阳以及开始退出的那一瞬间，还会出现耀眼的倍利珠。这就是罕见的日全食奇观。
在全食期间，人们就可以看到太阳的外层大气。这层大气称为日冕，颜色像白色的珍珠，有纤维状的羽毛似的特征物。难怪古埃及人把太阳看作是有翼的。有可能是他们在观察了日全食后来这样推测的。
如果你用天文望远镜或双筒望远镜，你就会看到日冕中奇妙的景色。很可能在太阳的边缘看到粉色的日珥。日冕和日珥都是太阳活动的重要特征。偶尔还能看到亮粉色像喷泉似的日珥从太阳黑子的边缘喷出。在日食发生的几分钟内，这些日珥看上去是不动的。环绕在太阳周围的日冕本身，就是太阳激烈活动的结果。
在全食期间，人们通常会看到日冕延伸到2个或多个太阳半径的地方。一次日食和另一次日食时人们所看到的日冕的形状是不同的。我们已经知道，日冕中有一种簇状的结构是由太阳内部及太阳黑子处的强大磁场引起的。在太阳黑子极小期，它在赤道处表现为长条状，在两极为刷子形的纤维状。在太阳黑子极大期，日冕几乎呈对称分布，有点儿像大丽花花瓣的形状。
