太阳等恒星到生命的晚期都要膨胀为红巨星吗？这些恒星演化的理论有多大可信度？

谢谢邀请。恒星的演化轨迹主要取决于恒星的初始质量，同时也跟恒星的金属丰度有关。粗略地讲，金属丰度一定的情况下，中小质量恒星（小于8个太阳质量）在主序结束后，会演化成红巨星。此时中心氢燃烧形成的氦核在自引力作用下塌缩，中心温度升高，继而点燃氦燃烧，形成一个CO核。氦燃烧完以后，恒星内部是CO核，外围是氦壳层，再外围是氢壳层。跟红巨星阶段类似，这时内核塌缩，外壳层继续燃烧，恒星进入渐近巨星分支（AGB）。内核在达到碳燃烧需要的温度前，就进入了简并状态。最后恒星抛出壳层物质，形成行星状星云，而简并的CO核则成为白矮星。这也将是太阳的归宿。
大质量恒星（大于8个太阳质量）离开主序后会迅速演化成红超巨星（质量更大的恒星会直接形成蓝超巨星），跟红巨星类似，但是光度要高得多。之后又经历氦，碳，氖，氧，硅燃烧，在中心形成一个Fe核，最后经过超新星爆发，形成中子星或黑洞。
标准的恒星演化模型建立在一系列假设条件下，比如，恒星是完全球对称的，恒星内部满足静力学平衡，离中心相同半径处的物质处于局部热动平衡，基本不考虑自转（Geneva恒星模型和MESA有考虑）和磁场作用。基于这样的假设，构造出恒星结构方程，描述恒星不同半径处的质量，压强，光度，温度，以及化学成分随时间的演化。通过解这一系列微分方程，得到不同初始质量的恒星在不同年龄的温度，光度等信息。这些理论计算出来的结果会跟观测对比，再反过来限制模型中的物理参数。目前恒星演化领域研究地比较成熟，尤其是中小质量恒星的演化，大质量恒星演化还有很多问题亟待解决，比如，星风造成的物质损失，恒星内部对流区大小等。