Direktan povod za nastanak ovog teksta je komentar jednog čoveka na Fejsbuku, koji se čudio kako Sunce može da sija, tj. gori, kada u kosmosu nema kiseonika kao oksidacion elementa neophodnog za pojavu gorenja. Iskreno, mislio sam da se trakva pitanja ne postavljaju u 21. veku, ali očigledno nisam bio u pravu.
Dakle, kada posmatramo Sunce kako obasjava nebo, zaista je lako pomisliti da ono „gori“, slično zapaljenoj ogromnoj logorskoj vatri. Ta analogija, iako deluje kao intuitivna, potpuno je pogrešna. Naše Sunce, kao i sve druge zvezde, ne sija zbog sagorevanja u prisustvu kiseonika, već zbog nuklearne fuzije, procesa koji menja način na koji razmišljamo o energiji, materiji i životu u kosmosu.
Vatra na Zemlji je rezultat hemijske reakcije sagorevanja: gorivo (kao što je drvo, ugalj ili gas) reaguje sa kiseonikom i oslobađa toplotu, svetlost, ugljendioksid i vodenu paru. Ova reakcija se odvija na temperaturama od par stotina do nekoliko hiljada stepeni Celzijusa.
Međutim, temperatura u jezgru Sunca dostiže od 15 do čak 20 miliona stepeni Celzijusa, a pritisak je ogroman – više od 250 milijardi puta veći od atmosferskog pritiska na Zemlji. U tim ekstremnim uslovima, atomi se ponašaju sasvim drugačije.
U tom smislu, Sunce sija zato što se u njegovom jezgru odvija proces nuklearne fuzije, drugim rečima spajanja lakših atomskih jezgara u teža. Najjednostavnoje rečeno, u jezgru Sunca se četiri protona (jezgra vodonika) spajaju da bi formirala jedno jezgro helijuma. Pri tome se mala količina mase pretvara u ogromnu količinu energije, prema poznatoj Ajnštajnovoj jednačini E=mc². Na primer, od svega 4 grama vodonika, u ovom procesu nastane oko 3x10^13 džula, odnosno oko 30 miliona kilovat časova!
Energija nastala ovom reakcijom oslobađa se u vidu gama zraka, koji se postepeno probijaju kroz slojeve Sunca i konačno dolaze do površine, odakle se emituju u obliku svetlosti i toplote koje mi vidimo i osećamo na Zemlji.
Ovde treba napomenuti da mi u nuklearnim elektranama na Zemlji koristimo fisiju – cepanje teških jezgara poput uranijuma. U zvezdama se događa suprotan proces – fuzija, jer je u uslovima ekstremne temperature i pritiska pogodnije spajati lake elemente poput vodonika. Fuzija je znatno efikasnija (oslobađa više energije po jedinici mase), i ne ostavlja radioaktivni otpad, kao što je slučaj s fisijom.
Jedan zanimljiv podatak, kada već spominjem fotone: fotoni (čestice svetlosti) nastali u jezgru Sunca putuju hiljade, pa sve do milion godina dok ne stignu do površine, jer se sudaraju i rasipaju u gusto sabijenoj materiji Sunca. Tek kada konačno izađu na fotosferu, putuju do Zemlje samo oko 8 minuta i 20 sekundi!
Dakle, najtačniji opis Sunca bio bi: prirodni termonuklearni reaktor ogromnih razmera. Svake sekunde, Sunce fuzioniše oko 600 miliona tona vodonika, pri čemu se oko 4 miliona tona mase pretvori u čistu energiju. Ta energija je ono što omogućava život na Zemlji.
Na kraju, jasno je da Sunce nije nikakva vatra na nebu. Ono je kosmička peć koja sija zahvaljujući fundamentalnim zakonima fizike. Razumevanje ovog procesa ne samo da nas približava istini o prirodi zvezda, već nas i podseća na veličanstvenu moć koju univerzum poseduje. U vremenu kada i mi sami težimo ka održivoj energiji, možda ćemo jednog dana uspeti da ukrotimo istu tu fuziju ovde na Zemlji i u tom slučaju, Sunce će nam poslužiti kao najveći učitelj.
Za one koje zanima još više detalja, evo jednog zanimljivog linka – Astronomski magazin
