Каков же источник энергии Солнца?
Наши предки мало интересовались этим вопросом. Солнце «горит», думали они, не уясняя себе, что это значит. К тому же они не знали, сколько времени Солнце существует. А возраст его исчисляется в настоящее время миллиардами и даже триллионами лет.
С развитием науки люди задумались над источником энергии Солнца. И тогда выяснилось, что горение никак не может быть этим источником. Для получения огромного количества энергии, которое Солнце излучает, пришлось бы сжигать в каждую секунду несколько квадрильонов тонн каменного угля.
Если бы Солнце состояло целиком из такого полезного ископаемого, то в течение немногих тысяч лет оно сгорело бы без остатка.
Тогда возникло предположение, что Солнце получает энергию от падения на него метеоритов. Мы знаем, что энергия движения переходит при трении и ударе в тепло; мы наблюдаем, как нагреваются метеориты в нашей атмосфере в момент падения. Но от этой догадки пришлось сразу же отказаться: подсчет показал, что метеорита величиной с Землю не хватило бы для солнечного излучения даже в течение одного столетия. А главное, слишком быстро увеличивался бы вес Солнца.
Была высказана еще такая мысль: Солнце сжимается, освобожденная при сжатии энергия переходит в тепло. Но подсчет опрокинул и это предположение. Из него вытекает, что Солнцу не более 60 миллионов лет. Геология же говорит, что даже Земля, рождённая Солнцем, существует уже около двух миллиардов лет.
Ученые стояли перед загадкой. Каждый день наблюдали они великий источник тепла, света и жизни, бешено расточающий невообразимые количества энергии, и никто не представлял себе, откуда она может браться.
Мы говорим о Солнце. Но Солнце — это звезда. Самая обыкновенная, средняя звездочка. Выгладит же она намного больше и ярче других звезд только потому, что она сравнительно близко к Земле: ближайшая из звезд в 270 тысяч раз дальше от Земли, чем Солнце. Поэтому звезды и кажутся только блестящими точками, слабо освещающими ночное небо.
Раз Солнце не одно, то вопрос об источнике энергии в мире становится шире и серьезнее. Вся вселенная усеяна звездами-солнцами; в одной только нашей звездной системе их десятки миллиардов. А таких систем насчитывают уже десятки миллионов. Следовательно, вопрос об источники энергии в мире относится в равной мере к триллионам пылающих солнц. Притом многие из них в десятки, сотни, тысячи и миллионы раз больше и ярче нашего Солнца.
В сентябре 1937 года учёные наблюдали за звездочкой, яркость которой в миллиарды раз превосходила яркость нашей ближайшей звезды. Сравните ослепительное сияние Солнца в ясный полдень на юге со светом свечи, удаленной от вас в очень темную ночь на расстояние в 150 — 200 метров.
Тогда вы поймете, что значит в миллиарды раз ярче. Звезда эта, кстати сказать, находится не в нашей, а в другой звездной системе. Свет от нее, как полагают, идет к нам примерно 10 миллионов лет. Астрономы видят эту звезду сейчас такой, какой она была в давно минувшие времена, а какова она сейчас, такой увидят ее только наши отдаленные потомки 10 миллионов лет спустя.
Откуда же, все-таки, берутся у звезд чудовищно мощные каскады энергии? Чем звезды питаются для поддержания своей жизнеспособности.
Питание собственным телом
Оставим в стороне остальные неудачные догадки и посмотрим, в каком состоянии находится этот вопрос теперь.
Физики показали, что вещество может превращаться в энергию, а энергия имеет вес. Она весит столько же, сколько весило превратившееся в нее вещество. Следовательно, можно так же говорить «грамм тепла», «грамм света», «грамм электричества» и т. д., как «грамм железа, дерева, воды».
Вот перевод весовой мерь в некоторые меры энергии и работы: грамм вещества = грамму энергии — 9,1 триллионам килограммометров = 21 400 миллионам больших калорий = 23 миллионам киловатт-часов.
Такое количество энергии затрачивала бы при непрерывной работе в течение 10 суток машина мощностью в 141600 лошадиных сил. И заключается это количество энергии в одном только грамме вещества, например, в нескольких хлебных крошках!
Достаточен ли для звезд такой источник энергии? В состоянии ли он объяснить их невероятную жизнеспособность?
Простой подсчет показывает, что пока вы читали эту фразу, звезда стала на десять миллионов тонн легче; дочитаете статью, она потеряет несколько миллиардов тонн, а завтра в это время она будет на 360 миллиардов тонн легче. В год Солнце тратит на излучение 135 триллионов тонн вещества. Оцените это число: 130 триллионов волос человека, положенных вплотную рядом, образовали бы ленту длиной в 6—7 миллионов километров.
Эти огромные числа могут удивить хоть кого. Но еще удивительнее то, что для Солнца они ничтожны: 135 триллионов тонн значат для него столько же, сколько одна капля в сосуде емкостью в 700 тысяч кубических метров. Быстро беря по капле и работая круглые сутки, один человек смог бы опорожнить такой сосуд только в полмиллиона лет.
Мы видим, что вещества у Солнца и у других звезд хватит для излучения ими энергии в течение триллионов лет. Достаточно мощный источник энергии найден. Но теперь возникает такой вопрос: как же вещество переходит в энергию? Ведь понимать, что паровоз движется за счет сгорания топлива еще мало, надо, кроме того, знать, как тепло превращается в работу.
Что происходит в паровозе, мы знаем, а вот как звезды излучают за счет своего вещества энергию, до сих пор известно не было. Некоторые ученые думают, что вещество просто уничтожается. Выделяя энергию вспышкой излучения, оно бесследно исчезает из природы. Получается что-то вроде взрыва пороха. Порох исчезает, а вместо него появляются рассеивающиеся клубы дыма. Однако вряд ли такой пример правильно рисует картину перехода вещества в энергию. Лишь недавно, наш физик профессор Л. Д. Ландау указал, как вещество может преобразоваться в энергию.
Продолжение следует..