Ce anume face ca soarele nostru să strălucească a fost un mister pentru o mare parte a istoriei umane. Ținând cont că soarele nostru este o stea și că stelele sunt sori, explicarea sursei energiei soarelui, ne va ajuta să înțelegem de ce strălucesc stelele.
O explicație timpurie la întrebarea noastră – ”de ce strălucesc stelele” – a venit de la filosoful grec Anaxagora care, către 450 îChr. credea că soarele strălucește pentru că este o piatră roșie și fierbinte.
Cam pe la mijlocul secolului al XIX-lea, medicul german Julius Mayer a estimat că dacă soarele ar fi un uriaș cărbune aprins, acesta ar arde timp de câteva mii de ani. Aceasta pentru că, la acel moment, exista aprecierea largă că orice altă formă de combustie chimică nu ar fi fost suficientă.
Atât Mayer, cât și hidrograful John Waterston au speculat că Soarele își avea resursa de putere din energia eliberată de impactul meteoriților.
Waterston a sugerat, de asemenea, că energia gravitațională ar putea proveni dintr-o ușoară contracție a Soarelui. Această idee este acum abandonată pentru Soare, dar este mijlocul prin care toate stelele pot străluci atunci când se formează.
Spre sfârșitul secolului al XIX-lea, cunoscuții fizicieni Lord Kelvin și Hermann von Helmholtz au cercetat ideea contracției gravitaționale. Însă rămânea problema că Soarele ar fi putut străluci în acest mod doar pentru câteva zeci de milioane de ani.
Ori asta este doar o fracțiune din vârsta Terrei, așa cum a fost estimată prin studiile geologice, și tot mai discrepantă, pe măsură ce vârsta planetei noastre a fost revizuită în sensul creșterii acesteia.
ERA ATOMICĂ
Situația s-a schimbat la începutul secolului al XX-lea, odată cu debutul așa numitei fizici moderne care a început să înțeleagă structura și comportamentul atomilor. Aceasta a inclus lucrarea lui Albert Einstein privind echivalarea masei cu energia.
În timp ce unii au sugerat dezintegrarea radio-activă ca sursă a energiei solare, absența relativă a atomilor necesari a fost împotriva acestei explicații.
În loc de asta, vom evidenția lucrarea fizicianului și chimistului Francis Aston, care a arătat că patru atomi de hidrogen au mai multă masă decât un atom de heliu. Această descoperire l-a condus pe astrofizicianul Arthur Eddington să propună ideea conversiei atomilor de hidrogen ai soarelui în atomi de heliu. Rezultatul conversiei materie în energie ar putea menține strălucirea soarelui pentru multe miliarde de ani.
După perspectiva lui Eddington, au fost necesari ani de zile, pentru dezvoltarea unei teorii care să arate cum coliziunea atomilor de hidrogen din interiorul soarelui și al altor stele produce atomi de heliu și eliberează energie.
Datorită muncii oamenilor de știință precum George Gamow, Robert Atkinson, Fritz Houtermans, Edward Teller și apoi Carl von Weizsacker și Hans Bethe, până către cel de-al doilea război mondial, teoria a devenit clară.
Fuziunea hidrogenului în interiorul Soarelui și a altor stele este un proces în mai mulți pași și implică o serie de coliziuni a doi atomi – împreună, mai degrabă decât o coliziune a trei sau chiar patru atomi împreună – ca eveniment.
În plus, stelele generează energie prin fuziunea atomilor de hidrogen în heliu, în două direcții. În stele mult mai masive decât soarele, procesul dominant este ciclul CNO care implică, de asemenea atomi de carbon, nitrogen și oxigen. Dar, pentru stele precum Soarele nostru, procesul dominant este reacția în lanț ”proton – proton”.
