Чому світить Сонце?

Важко повірити, але й зірки, що світять уночі, і Сонце, що світить вдень, однакові.

Сонце теж зірка, найближча до Землі. Ми знаємо, що життя залежить від Сонця. Без сонячного тепла на Землі не зародилося б життя. Без сонячного світла було б зелених рослин, тварин, людини.

Сонце знаходиться на відстані понад 172 000 000 км. від Землі. Маса Сонця в 1 300 000 разів більша за масу Землі. Але, що цікаво, Сонце не таке ж тверде тіло, як Земля.

Довести це дуже просто: температура поверхні Сонця досягає 6000 ° С. За такої температури будь-який метал або камінь перетворюється на газ, тому Сонце має бути газовою кулею!

У минулому вчені вважали, що сонячне світло тепло є результатом горіння. Але поверхня Сонця залишається гарячою вже сотні мільйонів років, а так довго нічого горіти не може.

Сьогодні вчені вважають, що Сонце виділяє тепло внаслідок процесів, аналогічних тим, що відбуваються в атомній бомбі. Сонце перетворює матерію на енергію.

Цей процес відрізняється від горіння. При горінні одна форма матерії перетворюється на іншу. При переході матерії в енергію потрібна мінімальна кількість матерії для виробництва величезної кількості енергії. Двадцять вісім грамів матерії виділяють енергію, достатню для того, щоб розплавити понад 1 мільйон тонн скельних порід.

Отже, якщо наука має рацію, сонце світить тому, що там постійно відбувається перетворення матерії на енергію. Одного відсотка маси Сонця достатньо, щоб воно залишалося гарячим протягом 150 мільярдів років!

Сонце світить завдяки термоядерному синтезу, що відбувається в його ядрі. Це процес, у якому легкі атоми водню зливаються, утворюючи гелій, і при цьому вивільняється величезна кількість енергії.

Як це працює?

1. Тиск і температура
   У ядрі Сонця температура досягає 15 мільйонів градусів Цельсія, а тиск у 250 мільярдів разів більший, ніж на Землі. Це створює умови, за яких водневі ядра (протони) можуть долати електростатичне відштовхування і зливатися.

2. Протон-протонний цикл (P-P цикл)
   Основний механізм термоядерного синтезу на Сонці:

   • Два протони (ядра водню) зливаються → утворюється дейтерій (важкий водень).

   • Дейтерій + протон → утворюється гелій-3.

   • Два ядра гелію-3 зливаються → утворюється гелій-4 і два протони повертаються в цикл.

3. Виділення енергії

   • При кожному злитті втрачається трохи маси, яка перетворюється в енергію згідно з формулою Ейнштейна: E=mc2E = mc^2

   • Ця енергія у вигляді гамма-променів поступово проходить через шари Сонця, охолоджується і перетворюється на видиме світло, яке досягає Землі приблизно через 8 хвилин і 20 секунд після випромінювання.

Що підтримує рівновагу Сонця?

• Гравітація постійно стискає Сонце, змушуючи його колапсувати.

• Тиск випромінювання від ядерного синтезу врівноважує цю гравітацію.

• Ця рівновага дозволяє Сонцю горіти стабільно вже 4.6 мільярда років і світити ще приблизно 5 мільярдів років.

Що буде далі?

Коли водень у ядрі закінчиться, Сонце почне спалювати гелій, а потім розшириться у червоного гіганта, поглинувши Землю. Згодом воно скине зовнішні шари і стане білим карликом, який повільно згасатиме.