Содержание

Главная >> Физика 11 класс. Генденштейн. Дик

§ 38. Солнце

Источник энергии Солнца (продолжение)

Значит, химическое горение не может быть источником солнечной энергии.

И в середине 19-го века появилась новая и очень красивая идея: немецкий учёный Герман Гельмгольц предположил, что источником солнечной энергии является... гравитация. Согласно Гельмгольцу, Солнце излучает энергию благодаря тому, что внешние слои Солнца продолжают «падать» к его центру, в результате чего их потенциальная энергия уменьшается, переходя во внутреннюю².

² Нагревание за счёт гравитационного сжатия и сегодня является главным источником энергии для Юпитера.

И действительно, расчёты показали, что «запасы» энергии тяготения в тысячи раз больше, чем возможные «запасы» энергии химических реакций. Продолжая сжиматься вследствие тяготения, Солнце могло бы оставаться таким же жарким и ярким, как сегодня, миллионы лет.

Но даже это огромное время было в тысячи раз меньше времени существования Земли, на котором «настаивала» геология: она говорила о миллиардах лет! Так что красивая идея Гельмгольца не смогла объяснить происхождения солнечной энергии. Нужна была новая идея.

Не будем, однако, прощаться с идеей Гельмгольца: история науки показывает, что красивые идеи не умирают.

Хотя идея Гельмгольца не объясняет, почему «горит» Солнце, она смогла объяснить, почему оно зажглось: сжимаясь под действием сил гравитации, огромное облако межзвёздного газа разогрелось настолько сильно, что температура в его центральной области повысилась до миллионов градусов. И тогда там «вспыхнули» термоядерные реакции. Так же рождались и другие звёзды.

Термоядерный синтез

В конце 30-х годов 20-го века американский физик X. Бете догадался, что источником энергии Солнца и других звёзд являются реакции термоядерного синтеза: его расчёты показали, что за счёт этой энергии Солнце может светить миллиарды лет!

Итак, в недрах Солнца происходит постоянный «термоядерный взрыв». Там при температуре, исчисляемой миллионами градусов, идёт термоядерный синтез ядер гелия из ядер водорода: в результате трёх последовательных реакций четыре ядра водорода превращаются в одно ядро гелия.

Такое огромное энерговыделение, как у Солнца, не может, конечно, происходить без ощутимых потерь. Напомним, что согласно формуле Эйнштейна Е = mс² при выделении энергии ΔЕ масса тела уменьшается на где с — скорость света. Поэтому излучение энергии Солнцем сопровождается уменьшением его массы.

<<< К началу      Окончание >>>