Рождение миров - [43]

Физики научились не только переделывать атомы, существующие в готовом виде, но и создавать новые. К 1951 году в лабораториях получили десять новых химических элементов, которых до этого не было среди минералов земной коры.

При ядерных реакциях выделяется энергии в тысячи и сотни тысяч раз больше, чем при обычных химических реакциях. Например, при превращении одного грамма алюминия в кремний выделяется энергии в 700 тысяч раз больше, чем при сгорании одного грамма угля.

И ученые пришли к согласному решению, что в недрах Солнца происходит слияние атомов — из нескольких легких атомов образуется один, но более тяжелый атом. Оставалось проверить это предположение и найти — какие именно химические элементы участвуют в этих превращениях.

Если в каком-либо помещении окажется много мешков с мукой, то можно подумать, что там либо мельница, либо пекарня, то есть на этом предприятии или муку мелют, или из нее пекут хлеб.

Примерно в таком же положении оказались астрономы, когда с помощью спектроскопа заглянули на Солнце. Там обнаружено поразительно много водорода и гелия. В атмосфере Солнца почти 82 % объема занимает водород, а остальные 18 % — гелий. На долю остальных элементов приходятся сотые доли процента.

Возможно, что недра Солнца более богаты тяжелыми элементами, но все же водород и гелий на Солнце преобладают. Тоже самое наблюдается и на звездах. Эти газы, видимо, самые главные строительные материалы в мире звезд.

И очень может быть, что один из этих газов является «топливом», а другой «золой» или «дымом».

Опыты, поставленные в лабораториях, показали, что атомы водорода могут сливаться друг с другом и образовывать атомы гелия. При этом выделяется 162 миллиона килокалорий на каждый грамм израсходованного водорода или в 20 миллионов раз больше, чем дает грамм горящего угля.

По предположению ученых, в недрах Солнца царит жара в 20 миллионов градусов. При такой температуре атомы движутся с громадными скоростями. Они постоянно и с большой силой сталкиваются друг с другом. Соударения не проходят для атомов бесследно. Их ядра сливаются и образуются новые атомы.

Так, например, в бешеной сутолоке атомов солнечных газов может происходить такая реакция: атом углерода сталкивается с ядром атома водорода, которое называется протоном. Ядра столкнувшихся атомов сливаются в одно целое, и образуется атом нового вещества — радиоактивного азота.

Радиоактивный азот неустойчив. Он, как и все другие радиоактивные элементы, распадается. Развалившийся атом радиоактивного азота превращается в атом тяжелой разновидности углерода.

Этот новорожденный атом углерода при очередном столкновении с протоном поглощает его и становится атомом обычного азота.

Атом азота, в свою очередь встретившись с протоном, сливается с ним и превращается в атом радиоактивного кислорода.

В том, что все атомы сталкиваются обязательно с протонами, ничего необычного нет: водородных ядер в Солнце больше всего. При встрече с ядром атома гелия никаких превращений не происходит — у гелия очень прочные ядра. Они не вступают в реакции и при столкновениях с другими атомами отскакивают, как мячики; жертвой всех столкновений становятся преимущественно протоны.

Радиоактивный кислород, получившийся при последнем превращении, неустойчив. С течением некоторого времени он распадается и становится атомом разновидности азота — тяжелого азота.

В результате очередного столкновения с протоном — четвертого по счету — протон проникает в ядро тяжелого азота, и оно распадается на две неравные части — на атом гелия и на атом углерода.

Вся эта цепь превращений атомов, по расчетам физиков, длится пять миллионов лет. В результате же «гибнет» четыре протона, из которых постепенно складывается ядро атома гелия, а атом углерода из всех этих переделок выходит невредимым. При первом же столкновении с протоном он начинает новую цепь превращений.

Каждое слияние ядер, распад неустойчивых радиоактивных атомов, все их преобразования сопровождаются выделением энергии. И эта энергия подогревает Солнце, поддерживая его жар и светимость.

Такова последняя гипотеза, объясняющая почему светит и греет Солнце.

Строительные леса науки

Гипотеза преобразования водорода в гелий при содействии посредника-углерода разработана американским физиком Бете. Она проверена несколькими лабораторными опытами. Некоторые астрономы принимают ее как истинную, но большинство считает гипотезу Бете только временной, рабочей гипотезой.

Когда строится дом, его обносят лесами. Постройка заканчивается, и леса снимают. Они больше не нужны. Рабочие гипотезы в науке — те же леса. Они дают временную опору исследованиям.

Осторожность ученых объясняется тем, что науке в этой области еще многое неясно, многое неизвестно. Никто пока не может сказать — возобновляются ли каким-либо образом запасы водорода на звездах или в межзвездном пространстве. Нет также никаких сведений и о дальнейшей судьбе гелия. Сомнительно, что он не способен якобы ни к каким ядерным реакциям. Ведь не случайно же и на Земле, и в метеоритах, и на Солнце преобладают элементы с атомным весом кратным четырем: углерод, атомный вес которого — 12, кислород — 16, кальций — 20, магний — 24, кремний — 28, железо — 56 и так далее. Ядра атомов этих элементов явно сложены из гелиевых ядер, так как атомный вес гелия — 4.