Sunce: SADRŽAJ

< [ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 ] >

2. U CENTRU SUNCA

U poređenju sa sličnim događajima na Zemlji – olujama, plimskim talasima, uraganima, snažnim vulkanskim erupcijama i zemljotresima – procesi na Suncu su mnogo bogatiji energijom. Sunce na neki način stalno proizvodi ogromne količine energije, a na osnovu fosilnih ostataka na Zemlji može se zaključiti da ono to radi poslednjih nekoliko milijardi godina. Šta daje snagu Suncu? Koje sile deluju u centru naše zvezde i omogućavaju joj da sija? Koji procesi zagrevaju Sunce dan za danom, godinu za godinom, milenijum za milenijumom? Traganje za odgovorima na ova pitanja je jedan od najbitnijih zadataka astronomije. Bez tih odgovora nemoguće je razumeti niti fizičko postojanje zvezda, niti galaksija, a još manje biološko postojanje života na Zemlji.

2.1.  Nastanak energije

Kao što je poznato masa Sunca iznosi 2◦1030 kg, a ukupna energija koju ono zrači iznosi oko 4◦1026J. Efikasnost Sunca može se lako dobiti jednostavnim deljenjem ove dve vrednosti. Tako se dobija da ono zrači 2◦10-4 J/kg, odnosno 0,0002 J energije svake sekunde. Ovo uopšte nije velika količina energije, komad zapaljenog drveta daje milion puta veću energiju po jedinici mase u svakoj sekundi sagorevanja. Ali, postoji jedna vrlo bitna razlika: ko je video drvo koje neprekidno gori milijardama godina?

Da bi videli koliku količinu energije Sunce stvarno oslobađa u okolni prostor moramo da posmatramo ukupnu energiju koju ono emituje tokom čitavog života. Ovo je vrlo jednostavno izračunati, a vrednost koja se dobija je 3◦10¹³J/kg. Ovaj broj predstavlja prosečnu energiju koju je emitovao svaki kilogram mase Sunca od kad je ono nastalo, ustvari to je samo minimalna energija. Sunce svakog dana emituje novu energiju. Kako se procenjuje da će Sunce sijati još narednih pet milijardi godina, ukupna energija koju će ono osloboditi tokom celog svog života biće duplo veća.

Odnos mase Sunca i energije je ogroman. Trideset biliona džula energije oslobodilo se iz svakog kilograma materije Sunca od njegovog nastanka do danas. Ali, nastanak energije u Suncu nije eksplozivan, ne oslobađa se ogromna količina energije u kratkom vremenskom intervali. Nasuprot, ovaj proces je spor ali stabilan, i on omogućava uniformno i dugotrajno snabdevanje Sunca neophodnom energijom. Samo jedan poznat mehanizam nastanka energije može održavati snagu Sunca na ovakav način. Taj proces poznat je pod nazivom nuklearna fuzija, spajanje lakših jezgra i nastanak težih.

2.2. Nuklearna fuzija

Tipična fuziona reakcija može se prikazati jednačinom:

jezgro 1 + jezgro 2 à   jezgro 3 + energija

U ovoj jednačini za Sunce je najbitnija energija. Osnova celog procesa je to da se u fuzionoj reakciji ukupna masa čestica koje reaguju smanjuje: masa jezgra 3 je manja od zbira maza jezgra 1 i jezgra 2. Da bi ovo razumeli, podsetimo se jednog od najvažnijih zakona u fizici – zakona održanja mase i energije. Ajnštajn je, početkom XX veka, da materija i energija mogu naizmenično prelaziti iz jednog oblika u drugi. Veza između mase i ekvivalentne energije data je čuvenom relacijom:

E= mc2

Na osnovu jednačine se vidi da je 1 kg materije ekvivalentan energiji od 9◦10¹⁶J. Brzina svetlosti je toliko velika da je i  vrlo mala masa ekvivalentna ogromnoj količini energije. Zakon održanja mase i energije predviđa da suma mase i energije u nekom sistemu uvek ostaje konstantna. Ne postoje nikakvi poznati izuzetci ovog zakona. Prema ovom zakonu, neki objekat može doslovno da nestane, a njegovo mesto će zauzeti odgovarajuća količina energije. Ako bi, na primer, neki mađioničar izveo da zec neki zec stvarno nestane, bljesak nastale energije bio bi toliko jak da bi uništio mađioničara, publiku, pa i čitav okolni grad. U slučaju fuzionih reakcija razlika u masama između produkata reakcije i reaktanata se pretvara u ekvivalentnu energiju, pretežno u obliku elektromagnetnog zračenja. Svetlosna energija koju vidimo da dolazi sa Sunca nastala je upravo na takav način, a to znači da se masa Sunca polako smanjuje.

< [ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 ]  >

vrh