关于太阳为何会发光的问题，自古以来人们就进行了各种猜测。最直观的解释当然是认为太阳就是一个燃烧的大煤球。然而，像太阳这么大的煤球如果一直燃烧，最多只能维持 3000 多年的光芒。事实上，人类有文字记载的历史也超过 5000 年了，这种矛盾显然无法解释。也有人提出，太阳的能量来自陨石撞击，将动能转化为热和光。但陨石的积累会导致太阳质量增加，引力逐渐增强，地球的公转速度也会因此加快。如果太阳的能量真的来自陨石撞击，每年地球上的时间都会比前一年缩短一两秒钟。但实际上并没有发生这样的情况。19 世纪，科学家开尔文和亥姆霍兹提出，太阳的能量来自其自身物质在引力作用下的收缩，将势能转化为热能。但计算表明，这样收缩产生的能量也只够太阳发光 1800 万年。
20 世纪以来，随着原子物理学的发展，人们最终解决了太阳能源的问题。爱因斯坦发现了物体质量与能量之间的关系，即著名的质能方程 E=mc²。根据这个关系，极少量的质量就能转化为巨大的能量。例如，1 克物质如果全部转化为能量，就相当于 1 万吨煤全部燃烧所释放的热量。太阳的组成成分中，71% 是氢，26% 是氦，还有少量其他元素。在太阳内部极端高温和极端高压（约 2500 亿标准大气压）的条件下，氢原子会发生热核反应，具体包括“质子-质子链反应”（pp 链）和“碳氮氧循环”（CNO 循环）两种过程，但最终的净效果都是 4 个氢原子核聚合成 1 个氦原子核。在这个物质转换过程中，会有一小部分质量损失，但正是这一小部分“丢失”的质量转化为巨大的能量。这个产能原理类似于地面上的氢弹爆炸。太阳每秒要消耗 6.3 亿吨氢，其中损失的 420 万吨质量会转化为 3.8×10^26 焦耳的能量，相当于爆炸 100 亿颗百万吨 TNT 级当量的氢弹。因此，我们可以形象地说，正是太阳核心区域持续不断地发生无数次大规模的“氢弹爆炸”，为太阳提供了源源不断的能量，为我们带来了持久的温暖和光明。