Πώς οι αργότερα οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο ήλιος έκανε ενέργεια;
Πρώιμες ιδέες (πριν τον 20ο αιώνα):
* Σχέση βαρύτητας: Οι πρώτοι επιστήμονες (όπως ο Hermann von Helmholtz και ο Λόρδος Kelvin) πρότειναν ότι η ενέργεια του ήλιου προήλθε από τη σταδιακή συστολή του υπό τη δική του βαρύτητα. Αυτό θα απελευθέρωσε τη θερμότητα, αλλά οι υπολογισμοί έδειξαν ότι αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να διατηρήσει μόνο τον ήλιο για μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, πολύ μικρότερη από την ηλικία της γης.
* Χημικές αντιδράσεις: Μια άλλη θεωρία ήταν ότι η ενέργεια του ήλιου προήλθε από χημικές αντιδράσεις όπως η καύση. Ωστόσο, αυτό αποκλείστηκε γρήγορα επειδή η ποσότητα των απαιτούμενων καυσίμων θα ήταν τεράστια και ο ήλιος θα είχε καεί πολύ πιο γρήγορα.
Η πυρηνική εποχή (αρχές του 20ού αιώνα):
* πυρηνική σύντηξη (1920s): Με την ανακάλυψη του ατόμου και της δομής του, οι φυσικοί όπως ο Arthur Eddington πρότειναν ότι η ενέργεια του ήλιου προέρχεται από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που συμβαίνουν στον πυρήνα του. Η ιδέα ήταν ότι τα άτομα υδρογόνου συγχωνεύονταν για να σχηματίσουν ήλιο, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας στη διαδικασία.
επιβεβαίωση και βελτίωση (στα μέσα του 20ού αιώνα):
* Οι πυρηνικές αντιδράσεις προσδιορίστηκαν (1930s): Στη δεκαετία του 1930, ο Hans Bethe και ο Carl Friedrich von Weizsäcker διαπίστωσαν τις ειδικές πυρηνικές αντιδράσεις που είναι υπεύθυνες για την παραγωγή ενέργειας του ήλιου. Πρότειναν την αντίδραση "Proton-Proton Chain", η οποία περιλαμβάνει πολλαπλά βήματα και τελικά έχει ως αποτέλεσμα τη σύντηξη του υδρογόνου σε ήλιο.
* Πειραματική επαλήθευση (1950s): Η ανάπτυξη πυρηνικών όπλων και η μελέτη της πυρηνικής φυσικής στη δεκαετία του 1950 παρείχαν πειραματικά στοιχεία που επιβεβαιώνουν τη θεωρία της πυρηνικής σύντηξης μέσα στον Ήλιο.
Σύγχρονη κατανόηση:
* Η αλυσίδα πρωτονίων και ο κύκλος CNO: Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ενέργεια του ήλιου προέρχεται κυρίως από την αλυσίδα πρωτονίων-πρωτόνης, η οποία είναι η κυρίαρχη αντίδραση σύντηξης στα αστέρια όπως ο ήλιος μας. Μια μικρότερη συμβολή προέρχεται από τον κύκλο CNO, ο οποίος είναι πιο σημαντικός σε μεγαλύτερα, ζεστά αστέρια.
* Μεταφορά ενέργειας: Η ενέργεια που παράγεται στον πυρήνα μεταφέρεται στην επιφάνεια του ήλιου με συνδυασμό ακτινοβολίας και μεταφοράς.
* ηλιακά νετρίνα: Η ύπαρξη ηλιακών νετρίνων, μικροσκοπικά σωματίδια που παράγονται από αντιδράσεις σύντηξης, επιβεβαιώνει περαιτέρω το μοντέλο πυρηνικής σύντηξης και παρέχει πληροφορίες για τις εσωτερικές λειτουργίες του ήλιου.
Συνοπτικά: Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο ήλιος κάνει την ενέργεια έχει προχωρήσει από πρώιμες κερδοσκοπικές ιδέες που βασίζονται στη βαρύτητα και τη χημεία στο σημερινό καθιερωμένο μοντέλο πυρηνικής σύντηξης. Η θεωρία υποστηρίζεται από εκτεταμένες παρατηρήσεις και θεωρητικούς υπολογισμούς και είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της κατανόησης των αστεριών και του σύμπαντος.
