De ce strălucește Soarele?
Soarele nu arde
Soarele arată ca un foc uriaș, dar nu arde. Dacă ar fi din cărbune, ar fi ars complet în câteva mii de ani. Și totuși strălucește de aproape cinci miliarde de ani.
Din ce e făcut Soarele
Soarele e făcut mai ales din hidrogen, cel mai simplu element. Un atom de hidrogen are în mijloc o singură particulă cu sarcină pozitivă, un proton. În jurul lui se află un electron cu sarcină negativă.
Gravitația strivește Soarele
Soarele cântărește de trei sute de mii de ori mai mult decât Pământul. Propria lui gravitație trage totul spre centru și comprimă gazul din interior. Gazul comprimat se încălzește, la fel ca pompa când umfli roata bicicletei.
Iadul din miez
Cel mai comprimat și cel mai fierbinte e centrul Soarelui, miezul lui: peste 15 milioane de grade. Cu cât ceva e mai fierbinte, cu atât particulele lui se mișcă mai repede. În miez se mișcă atât de iute, încât electronii se desprind de protoni și zboară separat.
Protonii se resping
Sarcinile de același semn se resping, așa că protonii se împing unul pe altul. Cu cât zboară mai repede unul spre altul, cu atât se apropie mai mult, dar până la urmă respingerea câștigă mereu. În miezul Soarelui sunt atât de rapizi, încât uneori chiar se ating.
Verifică singur
Umflă două baloane, freacă-le de păr și atârnă-le pe ațe unul lângă altul. Baloanele se îndepărtează unul de altul. Amândouă au aceeași sarcină, aici negativă, așa că se resping la fel ca doi protoni.
O dată la miliarde de ani
După ce se ating, aproape întotdeauna se despart din nou. Se unesc doar dacă unul dintre ei aruncă exact atunci un pozitron, o particulă minusculă ca electronul, dar cu sarcină pozitivă, și se transformă în neutron. Protonul și neutronul nu se resping și, spre deosebire de doi protoni, rămân împreună. Dar o asemenea transformare e nespus de rară: un proton o așteaptă în medie miliarde de ani.
Înghesuiți
Dar în miez sunt de neînchipuit de mulți protoni, iar gravitația i-a înghesuit strâns. Un litru din materia aceea ar cântări 150 de kilograme. Așa că până și o unire atât de rară se petrece iar și iar.
Din patru protoni, heliu
Perechea unită zboară apoi mai departe prin miezul Soarelui, până i se alătură încă doi protoni. Unul dintre ei se transformă și el în neutron și se formează heliu, gazul din baloanele de la bâlci. O astfel de unire în arșiță se numește fuziune termonucleară. Heliul rămâne apoi în miez și deocamdată nu se mai unește.
Heliul vine la rând mai târziu
Nucleul de heliu are doi protoni, așa că două nuclee de heliu se resping și mai tare decât doi protoni. Încep să se unească abia când, peste vreo cinci miliarde de ani, Soarelui i se termină hidrogenul din miez și miezul se încinge la 100 de milioane de grade. Atunci din trei nuclee de heliu se formează carbon, elementul din care e făcută, de pildă, mina creionului.
O fărâmă de masă devine lumină
Heliul cântărește puțin mai puțin decât cei patru protoni din care s-a format. Din fiecare kilogram de hidrogen, vreo șapte grame devin astfel lumină și căldură. E tot atâta energie cât din arderea a 20 de mii de tone de cărbune.
Soarele slăbește
În fiecare secundă, Soarele transformă astfel 600 de milioane de tone de hidrogen în heliu. Vreo 4 milioane de tone din ele devin lumină. Pentru Soare e doar o firimitură: hidrogenul îi mai ajunge vreo cinci miliarde de ani.
Un drum lung spre exterior
Energia din miez ajunge încet la suprafață. Lumina ricoșează mereu încoace și încolo prin Soarele dens, iar drumul ei spre exterior durează zeci de mii de ani, poate chiar peste o sută de mii. De la suprafață până la noi ajunge apoi în opt minute.
Un Soare pe Pământ
Încercăm să pornim fuziunea termonucleară și pe Pământ, ca să producem din ea electricitate. Dar nu avem gravitația Soarelui, așa că încălzim gazul la 150 de milioane de grade, de zece ori mai mult decât în miezul Soarelui. Un gaz atât de fierbinte îl pot ține doar magneți puternici, într-o mașinărie în formă de anvelopă numită tokamak. Niciun perete n-ar rezista.
Deci de ce strălucește Soarele?
Soarele nu arde. Gravitația îi comprimă și îi încinge miezul, iar acolo are loc fuziunea termonucleară: protonii hidrogenului se unesc încet în heliu. O fărâmă de masă devine astfel lumină, iar hidrogen e atât de mult, încât ajunge pentru miliarde de ani.