The Internal Constitution of the Stars

1 fișă

1. 01

   Protonii din centrul Soarelui se resping electric și, la 15 milioane de grade, nu au destulă energie ca să se atingă. Se ating totuși, rar, prin tunelare: fără ea Soarele nu ar arde, iar raritatea ei e motivul pentru care arde destul de încet ca să fi apărut viața.

   The Internal Constitution of the Stars · 1926

   Soarele e prea rece ca protonii să se atingă, așa că ei trec prin zidul dintre ei, rar, iar raritatea asta îi dă Soarelui miliarde de ani.

   În 1920, astronomul Arthur Eddington a propus că stelele strălucesc unind hidrogen în heliu. Obiecția a venit repede. Centrul Soarelui are cam 15 milioane de grade. Pare enorm, dar pentru doi protoni nu e destul. Amândoi au sarcină electrică pozitivă, deci se resping, iar respingerea crește cu cât se apropie. Ca să ajungă destul de aproape încât să se lipească, după fizica clasică ar fi nevoie de o temperatură de câteva sute de ori mai mare, de ordinul a zece miliarde de grade. Eddington a răspuns criticilor cu o ironie rămasă celebră: să-și caute un loc mai fierbinte. Avea dreptate că stelele ard hidrogen, dar nu putea spune cum. Răspunsul a venit în 1928, din alt colț al fizicii: radioactivitatea. Unele nuclee aruncă din ele o particulă alfa, adică doi protoni și doi neutroni lipiți. Particula e ținută înăuntru de un zid de energie pe care, socotit clasic, nu l-ar putea sări. George Gamow și, independent, Ronald Gurney și Edward Condon au arătat că particula iese prin tunelare. Calculul explica și o regulă ciudată, cunoscută de mai demult: o diferență mică de energie a particulei schimbă de miliarde de miliarde de ori cât trăiește nucleul. Un an mai târziu, Robert Atkinson și Fritz Houtermans au întors ideea: dacă o particulă poate ieși dintr-un nucleu prin tunelare, poate și intra. Așa au putut protonii din stele să se atingă. În Soare, un proton oarecare așteaptă în medie miliarde de ani până să fuzioneze: tunelarea e rară, iar pasul următor, în care un proton devine neutron, e și mai rar. Dar Soarele are atât de mulți protoni încât în fiecare secundă aproximativ 600 de milioane de tone de hidrogen devin heliu, iar cam 4 milioane de tone de masă se transformă în lumină și căldură. Raritatea e un noroc. Dacă protonii ar trece ușor, Soarele și-ar fi ars combustibilul demult, iar pe Pământ n-ar fi fost timp pentru viață.

   “Nu ne certăm cu criticul care susține că stelele nu sunt destul de fierbinți pentru acest proces; îi spunem să se ducă să-și caute un loc mai fierbinte.”

   Deschide fișa →