科学研究的关键一环，就是用实验来检验理论是否正确。所以生物学家要培育小白鼠，物理学家则制造了昂贵的粒子加速器。那天文学家该怎么办呢?研究太阳的天文学家总不能在实验室里造出一个太阳来吧。

这样的问题并没有难倒天文学家，他们制作了太阳模型来模拟真正的太阳。不过，太阳模型不是实物，而是只存在于拥有强大运算能力的计算机中的虚拟模型。

虚拟模型对于频繁接触计算机和智能手机的大多数人来说并不陌生，一些电脑和手机游戏其实就是虚拟模型。

太阳模型模拟的是一个炽热的等离子体球，它的构建基础是天体物理学，也就是物理学和天文学的结合。为了能够“创造”出太阳，天体物理学家考虑了太阳的内部温度、压强和密度，太阳单位时间释放出的能量，太阳的质量和亮度，等等。他们谨慎地做出假设，使问题简单化，然后用数学语言描述太阳，用计算机来计算，并把结果呈现出来。

对于一个虚拟模型来说，最重要的是能够正确地预测出真实的数据。虽然太阳不像足球比赛那样有明确的赛制和规则，但是它有它的特征，比如太阳光有一个典型的光谱，太阳表面还有各种频率的振荡(日震)……构建的虚拟模型必须能够精确地显现这些已知的事实。

最初，受到计算机性能的限制，科学家的太阳模型往往比较简单。这些模型把太阳的每一层都看成完全均匀一致的，只是随着到太阳中心的距离不同而发生变化，因此是一维的模型。虽然这类模型对研究太阳有很大的帮助，但对真实太阳的模拟不够准确。

随着计算机运算能力的提升，科学家开始构建更复杂也更贴近真实太阳的模型。在以前的模型中，大气层都被简化成扁平的一层。2004年，德国马克斯·普朗克研究所的天体物理学家马丁·阿斯普伦德(Martin Asplund)构建出一个新的太阳虚拟模型，迅速成为太阳学领域的热门话题。在他构建的模型中，太阳拥有一个冒着气泡、处于沸腾状态的三维大气层。他希望这个模型能比过去的一维模型更准确地模拟太阳的状态。

相比旧的模型，阿斯普伦德的新模型对太阳光谱的模拟非常准确，更符合真实的太阳光谱。不过，这个模型也有争议，它计算出的碳含量只是科学家用旧模型估算出的太阳碳含量的一半。

太阳中碳元素占的比例没有办法直接测量，都是通过模型来间接计算出来的。新旧太阳模型计算的结果哪个更准确呢?从某个方面来说，新模型的低碳含量似乎更有道理。宇宙中的碳元素最初来自恒星的聚变。前一代恒星“死”去后，释放出来的物质孕育出新一代的恒星，这样新的恒星体内才能从一开始就有碳元素。太阳作为一颗形成于45亿年前的天体，没有那么多上一代恒星留下的“遗产”可利用，科学家用旧模型估算的碳含量似乎太丰富了，倒是阿斯普伦德的新太阳模型的碳含量更符合太阳所处的星系环境。但是，新模型的其他方面的结果又有问题。而设定是高碳含量的旧模型却准确地模拟了日震的振动模式。这两者之间似乎有矛盾。

让我们来重新解释一下：新太阳模型在准确地模拟出太阳大气层的太阳光谱的同时，也告诉我们，太阳的碳含量比科学家之前用旧模型估算的要少一半；而旧的太阳模型只关注太阳内部，能准确地模拟出各种日震的振动模式，但也同时声明太阳有着丰富的碳含量。这两个太阳模型不可能都正确。究竟哪个模型与真实的太阳更接近?这真是个难题。

虚拟太阳模型必须符合所有可测量的事实太阳光谱、日震模式和其他事实。这些模型之间也应该一致，如果不一致，就需要找出其中的原因。

科学家目前并未给出一个明确的解释，他们还在探索。

太阳模型对于恒星科学来说是很重要的，因为太阳是离地球最近的恒星，是我们研究恒星的最佳样本。要想做实验研究太阳，就必须构建出符合所有可测量事实的太阳模型。这些在太阳模型下做的实验能够帮助天体物理学家了解太阳的内部和外部特征，从而通过借鉴有关太阳的研究经验，进一步研究更遥远的恒星。有了这样的经验，科学家甚至可以去寻找一个更加遥远的“太阳”,它们或许也有围绕自己运转的行星和由碳构成身体的科学家。

所以，太阳模型当然值得去完善。天体物理学家要重新审视自己的假设和算法，讨论太阳是由哪些物质构成的，这些物质分别有多少。弄清楚这个问题很不容易，但它确实带来了希望。争议会吸引越来越多的科学家加入其中。有质疑，有建议，还有一个个新的想法。我们有理由相信，终有一天，天体物理学家能够构建出最好的、最可靠的、最像太阳的模型!