איך השמש מייצרת כל כך הרבה אנרגיה, ומצליחה לבעור כבר חמישה מיליארדי שנים?
========================
הי, אני רן לוי מעושים היסטוריה. זו, כמובן, שאלה שעניינה מאוד את המדענים בדורות הקודמים: בכל זאת, יש לנו כדור בוער ענקי בשמיים, קשה להתעלם מזה...

הניחוש הראשוני והטבעי מאוד היה שהשמש בוערת כמו מדורה: זאת אומרת, יש שם חומר דליק והוא בוער. ל"ג בעומר - רק ביותר גדול. הבעיה היא שכשחישבו כמה זמן השמש יכולה לבעור ככה, באופן עקרוני, גילו שאפילו אם כל השמש עשויה מחומר דליק - היא תחזיק מעמד כמה מאות אלפי שנים בסך הכל לפני שהדלק יגמר. אבל במאה ה-19 כבר היה ברור, מתוך מאובנים של בעלי חיים עתיקים, שכדור הארץ ומערכת השמש הם בני הרבה יותר מכמה אלפי שנים - אז זו לא יכולה להיות בעירה.

במחצית השניה של המאה ה-19 מדען בריטי מוכשר ומבריק בשם וויליאם תומסון, שמוכר יותר בתואר האצולה שלו 'הלורד קלווין', ניסה גישה אחרת.
אנחנו יודעים שבזמן הווצרותה של מערכת השמש היו המון אסטרואידים ומטאורים שהסתובבו בחלל והתנגשו בכדור הארץ והירח. השמש היא גדולה וכבדה, אז הגיוני להניח שהיא משכה אליה המון סלעים ענקיים שכאלה, והסלעים הענקיים שהתרסקו עליה יצרו פיצוצים אדירים שחיממו את השמש וגרמו לה לזרוח. לפי החישובים של קלווין, החום שנפלט בהתרסקויות האלה מספיק כדי לאפשר לשמש לפלוט אור במשך כמה עשרות עד מאות מיליוני שנים - וזה די התאים לגיל של כדור הארץ כפי שחישבו אותו מתוך המאובנים. אז במשך שלושים שנה בערך כולם חשבו שקלווין צודק, והתנגשות עם מטאורים היא מקור החום של השמש.

אבל פיזיקאי בשם ארנסט רתרפורד, שחקר את תופעת הרדיואקטיביות, הגיע למסקנה מאוד מאוד שונה. שכשאטומים רדיואקטיביים מתפרקים, הם פולטים המון אנרגיה. אנחנו יודעים שבסלעים שבטן כדור הארץ יש אטומים רדיואקטיביים, והחום שהאטומים האלה פולטים מספיק חזק כדי להתיך את הסלעים ולהפוך אותם למגמה. ב-1905 רתרפורד עשה את החישוב והגיע למסקנה שיש מספיק רדיואקטיביות בכדור הארץ כדי לשמור על הסלעים מותכים במשך מיליארדי שנים - ואם כדור הארץ הוא בן כמה מיליארדי שנים, אז גם השמש צריכה להיות לפחות בת אותו הגיל, כי כל מערכת השמש נוצרה יחד. ואם השמש בוערת כבר מיליארדי שנים - זה סימן שקלווין טועה...זה לא המטאורים המתרסקים שגורמים לשמש לזרום - זה צריך להיות משהו אחר לגמרי.

כמה שנים אחר כך, כשפותחה תורת הקוונטים, הצליחו המדענים להגיע לתשובה הנכונה.
השמש שלנו, מסתבר, היא כדור ענק של גז - בעיקר מימן. באופן רגיל, אטומים של מימן לא אוהבים להתקרב אחד לשני יותר מדי: יש ביניהם דחייה חשמלית שמפרידה ביניהם. אבל בתוך הגרעין של השמש, הלחץ הוא כל כך חזק והטמפרטורה כל כך גבוהה - חמישה עשר מיליוני מעלות - עד שהם מצליחים להתגבר על הדחיה הזו ולדחוס את אטומי המימן בכזו עוצמה, עד שבסופו של דבר האטומים מתמזגים אחד עם השני. זו תופעה שנקראת 'היתוך גרעיני' - ואם זה נשמע לכם מוכר, זה כנראה בגלל שככה עובדת פצצת מימן (שהיא הרבה יותר חזקה מפצצת אטום). ההיתוך הגרעיני שמתרחש בליבת השמש הופך ארבעה אטומים של מימן לאטום אחד של הליום - ובתהליך הזה, משהו כמו 0.7 אחוזים מהמאסה של אטומי המימן הופכת לאנרגיה ומשתחררת בצורה של פוטונים, שחלקם מגיעים אלינו לכדור הארץ. 0.7 אחוזים אולי נשמע לא הרבה - אבל במציאות זה המון המון אנרגיה. לא סתם פצצת מימן היא כזו הרסנית, כן? מכיוון שהשמש כל כך גדולה, יש בה מספיק מימן כדי שההיתוך הגרעיני ימשיך לפחות עוד חמישה מיליארדי שנים.
ומה יקרה כשיגמר ה"דלק" של המימן? זו שאלה לסרטון נוסף...

תודה על הצפיה. חיפאים וצפוניים - מוזמנים לשתי הרצאות קרובות שלי:
18.12.25 - הרצאה לילדים: 'מסע במערכת השמש', מדעטק, חיפה.
5.1.26 - עתיד האנושות בעידן הבינה המלאכותית, הסליק, חיפה.
קישורים לכרטיסים באתר שלי:
ranlevi_co_il.
נשתמע!