Пока вы читали эту фразу, Солнце потеряло 9 миллионов тонн своей массы. Нет, я не ошибся, все написано правильно, а вот пока вы недоверчиво перечитывали предыдущую фразу и читали эту, масса нашего светила уменьшилась еще на десяток миллионов тонн, потому что ежесекундно — ежесекундно! — Солнце теряет 4,5 миллиона тонн своей массы. И все из-за того, что атомная масса водорода 1,008, а гелия — 4,0030.
У кого-то, возможно, мелькнула шальная мысль: а может быть, и впрямь на Солнце горит березовый кругляк? Ведь такой уймищей топлива — почти 400 миллиардов тонн в сутки — можно не только тропики нагреть до тропической температуры, но и, пожалуй, поуменьшить количество льда в Ледовитом океане. Возможно, это и так, не считал! Но ведь из того тепла, которое выделяет Солнце, на нашу планету попадает около пяти стомиллионных долей процента. Иными словами, из того «топлива», чтх
о «выгорает» на Солнце, на долю Земли приходится за сутки около 170 тонн. Но 170 тонн березовых дров не хватило бы даже на то, чтобы как следует натопить Дворец спорта в Лужниках. Но, во-первых, не случайно слова «топливо» и «выгорает» взяты в кавычки. А во-вторых, в наше время и четвероклассник знает, что источник солнечной энергии — процессы не химические, а ядерные.Но то, что сегодня для отличника из 4-го «Б» — обыденная истина, вчера было предметом самых оживленных дискуссий. Разумеется, никто не предполагал, что на Солнце горят уголь или нефть — если такая мысль кому-либо и приходила в голову, то тут же поспешно удалялась, если, конечно, у хозяина было хотя бы минимальное критическое отношение к навещающим его идеям.
Майер считал, что Солнце разогревается от ударов падающих на него метеоритов.
Гельмгольц предположил, что Солнце выделяет энергию, сжимаясь под действием собственного поля тяготения.
Джинс выдвинул идею о том, что в недрах Солнца распадаются еще неизвестные в то время науке заурановые элементы.
Затем тот же Джинс изменил свою точку зрения и выдвинул гипотезу о том, что на Солнце происходит взаимное уничтожение протонов и электронов.
Все эти предположения сводил на нет главный недруг любой неверной гипотезы (и самый близкий приятель любой хорошей теории) — расчет. И то сказать, по расчету плох только брак. Во всех остальных случаях, начиная от игры в поддавки и кончая разработкой космогонических теорий, без расчета не обойтись.
Не буду рассказывать о том, почему именно не выдержали испытания расчетом предположения Майера, Гельмгольца, Джинса и многих других, пытавшихся разгадать природу источника энергии, выделяемой Солнцем: зачем лишний раз низвергать гипотезы, уже развенчанные другими?!
С помощью спектрального анализа химический состав Солнца был изучен давно и с большой доскональностью. Три четверти массы светила приходится на долю водорода, 24 % составляет гелий и лишь один, от силы два процента массы Солнца составляют все остальные элементы. Как видите, не случайно в первой же фразе этой главы я упомянул и водород и гелий. Потому что в данном случае все дело в них или, как справедливо было отмечено, в том, что атомная масса водорода равна 1,008, а атомная масса гелия — 4,0030. А чтобы быть совсем точным, следует отметить: все дело в том, что атомная масса гелия немногим меньше, чем учетверенная атомная масса водорода. В самом деле 1,008 x 4 = 4,032. Можно наполнить эти пока что безразмерные числа вполне конкретным содержанием: отмеченное различие (4,032—4,003) означает, что 1 грамм-атом гелия весит на 0,029 грамма меньше, чем 4 грамма-атома водорода.
Надеюсь, не последует вопроса: «Ну и что?» Потому что и четвероклассник и, уж конечно, все, кто постарше, знают, что на Солнце водород превращается в гелий и дефект массы, сопровождающий это превращение, и есть источник солнечной энергии. Каждый, кто задастся целью провести расчеты с помощью главного уравнения теории относительности (E = mc2
), убедится, что 0,03 грамма массы соответствует громадному количеству энергии. Ну, а 4,5 миллиона тонн массы… Словом, теперь уже понятно, почему светит и греет Солнце.Солнце без малейших натяжек можно назвать водородной печкой, в которой водород, сгорая, превращается в золу — гелий. Конечно, правоверный химик поморщится, услышав, как глагол «гореть» применяют для описания процесса, не имеющего ничего общего не только с реакцией восстановления кислорода, но и вообще с химией. Ну, а во всем остальном аналогия безупречна.
Сама реакция «горения» предельно проста:
4Н = Не.
Но это простенькое уравнение, может быть, устроит шестиклассника, но уже для эрудита-девятиклассника оно, безусловно, недостаточно. Собственно говоря, для осуществления написанной реакции должны столкнуться не атомы водорода, а атомные ядра, то есть протоны.