Солнце — единственная и неповторимая звезда нашей Солнечной системы. Этот огромный животворящий огонь посреди космоса, и все планеты подобны детям, сбившимся в кучу вокруг костра. Но ведь на Земле огню нужен кислород, чтобы гореть, который, к счастью, есть в нашей атмосфере. Но в космосе — вакуум, и кислорода там не найти. Так как же это работает? И как Солнце горит без кислорода?
То, что происходит внутри Солнца, и то, что происходит в костре — это две разные вещи: первая — ядерная реакция, вторая — химическая.
Мы начнем с объяснения второй, то есть огня. Как мы знаем, эта химическая реакция называется пиролизом, и для её запуска нужны три вещи: тепло, кислород и топливо. В случае с костром топливо — дрова, но есть и другие виды топлива, такие как масла или газы. Сложная часть разведения огня — это создание тепла, вот откуда возникает это трение палочек.
Вы используете трение, чтобы создать тепло, которое инициирует процесс. Как только начинается реакция пиролиза, она переходит в самоподдерживающуюся стадию и будет продолжаться сама по себе, и это потому, что она генерирует собственное тепло. Единственное, что может её остановить, это отсутствие кислорода или отсутствие топлива. Кислород является ключом к этому процессу: он связывается с углеродом в древесине, создавая углекислый газ, который выделяет тепло и энергию, и вуаля — огонь.
Вот почему ничто не потушит огонь в комнате быстрее, чем если вы превратите её в вакуум, удалив весь кислород. Конечно, это довольно сложно сделать, поэтому мы склонны использовать воду вместо превращения кислорода в вакуум.
Теперь вернемся к Солнцу и выясним почему оно может гореть в вакууме без кислорода. Солнце, как и любая другая звезда генерирует тепло совершенно по-другому, оно использует ядерную реакцию, называемую синтезом.
Синтез означает соединение двух вещей вместе и в этом случае эти две вещи являются атомами водорода. Каждую секунду внутри Солнца миллиарды пар атомов водорода сливаются в миллиарды отдельных атомов гелия, каждую секунду снова и снова, и этот процесс высвобождает огромное количество энергии.
Это происходит из-за чего-то, что называется электромагнитной силой. Именно она заставляет две одинаково заряженные частицы отталкиваться друг от друга. Однако, если на эти частицы оказывается высокое давление, вы можете преодолеть эту электрическую силу. В этот момент начинает действовать другая сила — ядерная сила. Когда два протона сближаются слишком близко друг к другу, они могут столкнуться и объединиться в совершенно новое ядро. Этот процесс объединения высвобождает огромное количество энергии.
Когда это происходит с всего лишь двумя атомами, это действительно впечатляет, но миллиарды таких атомов делают это одновременно, создавая невероятное количество энергии за мгновение. Именно так работает Солнце. Его огромная гравитация создает настолько мощное давление, что позволяет продолжать процесс слияния атомов. В этом процессе кислород не нужен. На самом деле, единственное, что может остановить Солнце, — это исчерпание его топлива, которым являются атомы водорода.
К счастью, это произойдет не раньше, чем через 10 миллиардов лет, так что у нас есть еще много времени.