PORTRET GWIAZDY

PORTRET GWIAZDY

GWARANCJA I PRAPOCZĄTEK NASZEJ EGZYSTENCJI • DRGANIA MŁODEJ GWIAZDY • KOMPUTERY PATRZĄ W SŁOŃCE • ZWYRODNIAŁA MATERIA – w ŚRODKU SŁOŃCA JEST CIEMNO

Historia naszego Słońca rozpoczęła się przed 6, a może i 7 lub 8 miliardami lat od tego, że olbrzymi wręcz, bo przekraczający wieleset razy dzisiejsze rozmiary naszego Układu Słonecznego obłok materii międzygwiazdowej, początkowo nadzwyczaj rzadki, z wolna zaczął się stopniowo kurczyć; działo się to pod wpływem siły wzajemnego przyciągania atomów wodoru, z jakich, poza bardzo nieznacznymi śladami cięższych pierwiastków, obłok ów niemal wyłącznie się składał. W przeciągu niewyobrażalnie długiego czasu ten kontrakcyjny ruch nie ustawał, a jednocześnie szybkość jego stopniowo wzrastała, w miarę jak w punkcie wspólnego środka ciężkości w centrum obłoku tworzyło się jądro o wzrastającej gęstości i stale zwiększającej się sile przyciągania. Ponieważ jest zupełnie niemożliwe, aby biorące udział w tym procesie atomy wodoru zderzały się dokładnie czołowo we wspólnym punkcie środkowym owej masy, ponieważ musiały raczej stale następować kontakty po "stycznej", które oczywiście nigdy nie doprowadzały dokładnie do wzajemnego wyhamowania – prędzej czy później doszło do wzbudzenia drugiego jeszcze ruchu oprócz ruchu kurczenia się w kierunku centrum: olbrzymi twór w czasie kontrakcji zaczął obracać się wokół siebie niczym karuzela.

Wywołane przez to siły odśrodkowe ponadto jeszcze całość spłaszczyły. A ponieważ w okresie późniejszym ze stosunkowo bardzo małych "resztek" kurczącego się w ten sposób obłoku powstały planety, cały ten bieg zdarzeń wyjaśnia, dlaczego wszystkie planety naszego Układu krążą wokół Słońca w tym samym kierunku i dlaczego wszystkie w tej samej płaszczyźnie. Gdy bowiem raz już nastąpił rozruch karuzeli kosmicznej, kierunek i płaszczyzna jej obrotu zostały na wszystkie czasy utwierdzone, ponieważ nie było żadnych sił zewnętrznych dość wielkich, aby je zmienić.

Mówiąc ściśle proces samego zrozumienia tej historii powstania przebiegał naturalnie wręcz odwrotnie. Nie jest przecież tak, że opisany tutaj bieg dziejów pozwala na rozszyfrowanie dzisiejszej budowy Układu Słonecznego, lecz przeciwnie, nasza znajomość dzisiejszego stanu Układu Słonecznego umożliwia nam odtworzenie poszczególnych faz, które przechodzić musiał ten Układ w czasie swego powstawania, w okresach gdy nie było jeszcze Ziemi, faz, które doprowadziły do jego dzisiejszej postaci. W rezultacie oczywiście i jedno, i drugie prowadzi do tego samego, jednakże tylko przy pewnym założeniu nie będącym wcale założeniem samo przez się zrozumiałym, a mianowicie, że w ciągu całych dziejów Wszechświata prawa natury zawsze były jednakowe.

Jednakże zdecydowanie największa część kurczącego się obłoku koncentrowała się w coraz bardziej gęstniejącym jądrze punktu środkowego; jądro to pod wpływem swojej potężnej wewnętrznej siły przyciągania, pomimo oddziałującej nań również siły odśrodkowej, przybrało kształt nieomal doskonałej kuli i poczęło tworzyć Słońce. Jak przytłaczająco ogromny był ten główny dział praobłoku, tego dowodem, że samo Słońce dzisiaj stanowi prawie 99,9 procenta masy całego Układu Słonecznego. Tylko nieco więcej jak 0,1 procenta przypada łącznie na wszystkie planety, meteory, komety i cały pył międzyplanetarny.

Zatem według swojej masy Słońce właściwie nie jest tylko centrum Układu Słonecznego, jest samym Układem Słonecznym, w każdym razie w 99,9 procenta. Dziewięć planet, wśród nich nasza Ziemia, i pozostała materia Systemu nie mają żadnego w ogóle znaczenia wobec Słońca. W ciągu dalszego wzrostu kontrakcji tej potężnej ilości materii powstały w końcu warunki fizyczne nie występujące poza tym nigdzie w naturze i nie dające się odtworzyć nawet w przybliżeniu w ludzkich laboratoriach pomimo wszelkich osiągnięć współczesnej techniki. Właśnie te warunki pozwoliły na to, aby z tej kurczącej się z wolna w pustej przestrzeni ogromnej kuli wodoru powstało przed kilku miliardami lat Słońce, a więc gwiazda o takich właściwościach, jakie jeszcze przed paru laty stanowiły całkowitą zagadkę i nawet swoich odkrywców wprawiały w zdumienie. Najbardziej zaś zdumiewające jest, że te tak dziwne i nieprawdopodobne wręcz właściwości stanowią nie tylko podstawę naszej egzystencji, ale że właśnie one stworzyły ongiś sytuację wyjściową, z której pod działaniem praw natury powstały nie tylko Ziemia, lecz także całe życie na Ziemi a więc również my sami. Chociaż gwiazda ta jeszcze dzisiaj jest dla nauki naszej czymś osobliwym i niewyobrażalnym, stanowi ona nie tylko gwarancję, lecz także prapoczątek naszego istnienia.

Jako skutek potężnego ciężaru ogromnej masy zapadającej się coraz bardziej w sobie powstały wreszcie w centrum gazowej kuli tak wielkie ciśnienia i temperatury, że następować zaczęły atomowe reakcje, "procesy syntezy jąder", podczas tego uwalniały się stale niesłychanie wielkie ilości energii. W ten sposób z tej dotąd gazowej jeszcze kuli powstała gwiazda, a jednocześnie dopiero co powstałe Słońce przechodziło po raz pierwszy krytyczną "niestabilną" fazę.

Jak dowiedzieliśmy się, twór ów do tej pory nigdy nie był rzeczywiście stabilny, bo przecież stale się kurczył. Ale kontrakcja, aczkolwiek w ostatniej fazie szybkość jej prawdopodobnie wzrastała, przebiegała jednak w ciągu bardzo długich okresów właściwie równomiernie i ustawicznie. Jedyną siłą ukierunkowującą ten ruch ku punktowi środkowemu była siła grawitacji. Teraz wystąpił nagle drugi czynnik wywierający wpływ na grę sił i działający dokładnie w odwrotnym kierunku: wskutek wzbudzonych w centrum całości procesów atomowych powstały temperatury i promieniowania prące na zewnątrz i wytwarzające wspólnie potężne ciśnienie; a ciśnienie to wykazywało tendencję do zahamowania dalszej kontrakcji kuli słonecznej, a następnie nawet do odwrócenia procesu kontrakcji. Nie wiemy dokładnie, co się podówczas stało. Obecny stan Słońca nie nosi żadnych śladów zdarzeń z tego okresu dalekiej przeszłości. Alę mamy podstawy do przypuszczenia, że Słońce w tym czasie, ulegając nagle nowo powstałemu ciśnieniu swego wnętrza, przejściowo zaczęło się znowu powiększać.

Tym samym został zapewne wyzwolony jedyny w swoim rodzaju łańcuch wydarzeń, rozszerzanie to bowiem pociągnęło za sobą znowu spadek wewnętrznego ciśnienia i centralnej temperatury. Innymi słowy: dopiero co osiągnięte wartości "krytyczne" dla wywołania reakcji jądrowych w centrum Słońca zostały znowu zahamowane, dopiero co rozpalony ogień atomowy żwawa, zgasł. Ale wskutek tego ustało ciśnienie działające ze środka Słońca na zewnątrz, a górę wzięła od nowa wzajemna siła przyciągania. Rozpoczął się znowu ruch kontrakcyjny, co naturalnie spowodowało znowu wzrost ciśnienia i temperatury w jądrze, a wkrótce prawdopodobnie od nowa rozpoczęły swe działanie procesy atomowe, wywołując znowu rozszerzenie i wznawiając od początku cały cykl. Jak już mówiliśmy, nie wiemy tego z całą pewnością, ale wydaje się, że Słońce w okresie tym z konieczności musiało przechodzić stadium, w którym jak gdyby wpadło w "drganie", w rytmicznie przebiegający ciąg pulsacji, podczas których na przemian potężnie się rozszerzało i znowu kurczyło.

W ówczesnym stadium oczywiście na Ziemi życie nie mogłoby ani powstać, ani się utrzymać, ponieważ skutkiem tych pulsowań były odpowiednio potężne wahania temperatury w odległości orbity ziemskiej. Dokonany bardzo ogólny szacunek pozwala przyjąć, że temperatura na Ziemi – gdyby Ziemia w owym czasie już istniała – mogłaby wprawdzie odpowiadać obecnej temperaturze, ale tylko w okresach, kiedy Słońce było najmniejsze, to znaczy kiedy w jego wnętrzu zapalał się ogień atomowy. W tych momentach bowiem warunki były przynajmniej w przybliżeniu podobne do stanu, do którego jesteśmy obecnie przyzwyczajeni. Jednakże w czasie następującego potem rozszerzania się Słońca, upał znacznie przekroczyłby granicę, w której możliwe jest życie takie, jakie znamy. Wydaje się to w pierwszej chwili kontrowersyjne, skoro przy rozszerzaniu Słońce zawsze znowu ostyga, nie tylko wobec wygasania procesu syntezy w centrum, ale również w wyniku samego rozszerzania. Jednakże skutek tego ostudzenia byłby więcej niż wyrównany przez fakt, że powierzchnia jeszcze zawsze bardzo gorącego Słońca – w wyniku rozszerzania – za każdym razem znalazłaby się tak blisko Ziemi, że temperatury na niej musiałby wzrosnąć bardzo znacznie, bo do wysokości kilkuset stopni.

Nie wiadomo, na jak długi okres Słońce w taki sposób wpadło wówczas w drgania. Nie mogło to być bardzo długo – oczywiście w rozumieniu astronomicznych rozmiarów czasu! W przeciwnym razie musielibyśmy widzieć na niebie odpowiednio wiele takich pulsujących gwiazd. Przecież i obecnie stale powstają wciąż nowe gwiazdy, które także muszą przejść owo stadium rytmicznej pulsacji, jeżeli nasza hipoteza w sprawie historii powstania Słońca jest prawdziwa. Naturalnie że i przez najsilniejszy teleskop nigdy nie będziemy mogli bezpośrednio obserwować pulsowań jakiejś gwiazdy. Na to nawet odległość do najbliższych spośród nich jest za wielka. Ale astronomowie znają wiele gwiazd zmieniających swoją jasność z rytmiczną regularnością w okresach dni bądź kilku tygodni w sposób, który pozwala dopatrywać się przyczyny tej zmiany jasności w ruchu pulsacyjnym. Może niektóre z nich są naprawdę "młodymi słońcami", pozostającymi w naszkicowanym przed chwilą stadium początkowym swojej egzystencji jako gwiazdy.

W każdym razie żadnej nie budzi wątpliwości, że Słońce nasze – a wiemy to ze zrozumiałych przyczyn z całą pewnością – weszło wreszcie w stan stabilizacji, wewnętrznej równowagi, istniejący od około 4 miliardów lat, którego trwania możemy się spodziewać w przyszłości przez taki sam przeciąg czasu. "Drgania" młodego Słońca uspokajały się więc powoli, pulsowania stawały się coraz wolniejsze i słabsze, aż doszło w końcu do takiego stanu, w którym ciśnienie wytworzone we wnętrzu przez temperaturę i promieniowanie dokładnie się zrównoważyło z ciążącą z zewnątrz ogromnie wielką masą słoneczną. Owa równowaga jest podstawową bazą naszej egzystencji. Najmniejsze jej zakłócenie oznaczałoby dla całego Układu Słonecznego natychmiastowy koniec "świata". Świadomość, że równowaga ta utrzymuje się już przez tak długi czas i że prawie równie długo jeszcze się będzie utrzymywać – działa zdecydowanie uspokajająco. Z drugiej strony pewne jest, że czas jej istnienia nie jest nieograniczony, a o przyczynie tego zaraz będziemy mówić.

To co nazywamy "Słońcem", jest więc w każdym razie gwiazdą stałą znajdującą się w tym stosunkowo ustabilizowanym stadium swej egzystencji, które jest wprawdzie tylko częścią jej całego żywota, ale właśnie ową częścią najbardziej nas interesującą z przyczyn oczywistych, aczkolwiek może egocentrycznych. Spróbujmy więc teraz naszkicować obraz wyglądu, budowy pewnego "słońca", a mianowicie naszego Słońca, aby zapoznać się ze źródłem energii, dzięki której żyjemy i dzięki której utrzymywane są w ruchu procesy obiegów nawet nieożywione odbywające się na Ziemi, procesy już rozpatrzone szczegółowo. Pierwsze nasuwające się pytanie brzmi naturalnie: w jaki sposób możemy się dowiedzieć, co się dzieje na Słońcu i jak jego wnętrze jest zbudowane?

Do chwili obecnej nikt nie może spojrzeć do wnętrza Słońca. To co widzimy, jest atmosferą Słońca i prześwitującą przez tę atmosferę powierzchnią o temperaturze 5700 stopni. Prawdopodobnie sprawa ta w przyszłości ulegnie zmianie. Naukowcy już dzisiaj rozprawiają o możliwościach tak zwanej "astronomii neutronowej".

Neutrina są to cząsteczki elementarne, części jądra atomowego, wykazujące szczególne i niezwykłe właściwości. Można by prawie rzec, że niezwykłość ich polega na tym, że nie mają one prawie w ogóle żadnych właściwości: neutrino nie ma ładunku i prawie nie ma masy, "ma" natomiast tylko moment pędu, tak zwany "spin". Dlatego też pewien fizyk sparafrazował znany wiersz Morgensterna i powiedział o neutrinie: "Jest to spin, nic więcej" [Chrlstian Morgenstern, Galgenlleder, wiersz pt. Das Knie: "...Es ist ein Knie, sonst nichts" – jest to kolano, nic więcej; przyp. tłum]. Otóż ten brak wszelkich właściwości ma dziwne, a dla astronomii może i znamienne skutki. Cząstka bowiem, która bardzo słabo oddziałuje z materią, nie podlega zatrzymaniu przez masę ciała stałego. Ciało "stałe" jest przecież także zawsze pewnym rodzajem "chmury atomowej", w której jest o wiele więcej pustej przestrzeni aniżeli naprawdę nieprzenikalnej materii. Gdy ciało stałe zetknie się z innym ciałem stałym i napotka przy tym opór, a wiać gdy na przykład uderzę pięścią w stół, to skutki i odczucia wynikające z tego zderzenia można wyjaśnić tylko tym, że oba uczestniczące ciała mają podobną "stałość". Jest to zupełnie to samo, jak gdyby poryw wiatru w czasie burzy wpędził na siebie dwie czarne deszczowe chmury. Gdy chmury te się zderzą, w punkcie kolizji następuje łączne spiętrzenie i wzajemna deformacja, pomimo że ptak czy też samolot mogłyby przez obie przelecieć nie napotykając wcale zwiększonego oporu. Tak samo więc neutrino może przejść przez utworzoną przez ciało "stałe" chmurę atomową właściwie bez oporu.

W toku procesów jądrowych w centrum Słońca powstają wciąż neutrina opuszczające bez przeszkód Słońce we wszystkich kierunkach z szybkością światła. Przelatują one równie swobodnie przez całą kulę ziemską. Każdy z nas stale jest "przenikany" przez cały strumień neutrin, przy czym dzieje się to bez żadnej dla nas szkody i nie zauważamy tego w ogóle. Wszystkie one pochodzą z jądra słonecznego. Gdyby się więc udało je schwytać i przebadać, dowiedzielibyśmy się bezpośrednio czegoś o procesach przebiegających w centrum Słońca i wtedy powstałaby możliwość niejako wejrzenia w Słońce. Niedawno podjęto pierwsze próby wykazania, że źródłem neutrin jest Słońce i osiągnięto pewne rezultaty. Może rzeczywiście – tak jak mówiliśmy – niebawem powstanie astronomia neutrinowa, która stworzy nam te możliwości. Dzisiaj jest to jeszcze muzyka dalekiej przyszłości, ponieważ musielibyśmy dosłownie szukać wiatru w polu; zatrzymanie bowiem przy użyciu odpowiedniego sprzętu obserwacyjnego cząstek elementarnych mogących bez trudu przelecieć przez całą Ziemię – tylko wówczas przecież będzie można mówić o jakichkolwiek obserwacjach – wymaga rozwiązań fizycznych, których obecnie nie potrafimy sobie nawet teoretycznie wyobrazić.

A jednak pomimo wszystko dzisiaj już wiemy z zadziwiającą dokładnością i pewnością, jak Słońce wygląda i co się tam dzieje. Wiedzę tę zawdzięczamy pewnemu nowoczesnemu przyrządowi badawczemu, którego chyba nikt nie powiązałby zrazu ze sprawą obserwacji ciał niebieskich; jest nim bowiem tak często dziś wzmiankowany komputer. Bardzo prosto możemy wyjaśnić, dlaczego tak jest.

Stosunkowo łatwo jest określić szereg podstawowych właściwości Słońca. Są nimi – między innymi – odległość jego od Ziemi, wielkość, ciężar i wreszcie – promieniowana przezeń w każdym momencie energia: średnia odległość Słońca od Ziemi wynosi dokładnie 149 565 800 kilometrów, jego średnica wynosi l 392 000 kilometrów, waży 333000 razy tyle co Ziemia, a każdy centymetr kwadratowy jego powierzchni wypromieniowuje w każdej sekundzie energię 1500 kalorii. Do tych faktów dochodzi jeszcze nasza znajomość składu chemicznego Słońca, której źródłem są spektroskopowe badania wypromieniowanego przez Słońce światła: Słońce składa się w około 70 procentach z najlżejszego (i najprostszego) z wszystkich pierwiastków, a mianowicie z wodoru w postaci gazowej; prawie całe pozostałe 30 procent stanowi drugi z kolei pod względem lekkości pierwiastek – hel, a tylko 2, najwyżej 3 procent Słońca składa się z innych pierwiastków cięższych, występujących w zasadzie tylko w postaci śladowej.

Gdy więc wiadomo, jaka jest wielkość Słońca, z czego się składa i jakie ilości energii z siebie daje – można obliczyć, jakie w jego wnętrzu muszą zachodzić procesy i jak ono jest skonstruowane, aby z tego mogły powstać stany obserwowane na powierzchni. Tymczasem jednak wchodzące do takiego obliczenia dane zjawisk fizycznych są tak liczne, a ponadto w tak najróżnorodniejszy sposób od siebie uzależnione, że praktyczne przeprowadzanie takiego rachunku staje się pracą syzyfową wymagającą cierpliwości i koncentracji całej armii matematyków. Prawdziwą beznadziejność całego przedsięwzięcia zrozumiemy jednak dopiero dowiadując się, że aby dojść do celu, należy całe te skomplikowane obliczenia wykonywać nie jeden raz, lecz niezliczone ilości razy. W tym przypadku nie można bowiem wyjść od wiadomych danych o stanie powierzchni Słońca; dokonując obliczeń należy przyjąć pewne założone stosunki we wnętrzu Słońca i dopiero na końcu całej skomplikowanej operacji okazuje się, czy otrzymany wynik odpowiada wiadomym danym o powierzchni, co staje się sprawdzianem, że wyjściowe założenia były prawidłowe. Innymi słowy, tryb postępowania jest taki, że projektuje się coraz to nowe "modele" myślowe dla wewnętrznej struktury Słońca, modele oparte mniej lub bardziej na domysłach i szacunkach, a następnie przystępuje się do obliczeń, aby sprawdzić, czy wynik końcowy pokrywa się z faktycznie zaobserwowanymi i znanymi właściwościami Słońca. Działanie takie trzeba powtarzać dotąd, dopóki nie osiągnie się całkowitej zgodności. Tylko wówczas można bowiem uważać, że założony "model" oddaje rzeczywistą budowę wnętrza słonecznego. Przeprowadzenie tego niezwykle mozolnego i pochłaniającego wiele czasu postępowania umożliwiły dopiero nowoczesne elektroniczne automaty obliczeniowe.

Pracy tych maszyn zawdzięczamy to, że dzisiaj wiemy, jak wygląda Słońce i jakie w nim przebiegają procesy. Opis tych zjawisk jest zbiorem samych niespodzianek i nieprawdopodobieństw, ale panujące na Słońcu warunki fizyczne są przecież nieskończenie dalekie od stosunków ziemskich, na które nastawiona jest zdolność naszej wyobraźni.

Zaczyna się od tego, że w centrum Słońca występuje ciśnienie ponad 200 miliardów ton, temperatura zaś około 15 milionów stopni. Przy takim ciśnieniu materia w centrum Słońca jest dwanaście razy cięższa niż ołów – a pomimo to wciąż jeszcze ma postać gazu. Wynika to stąd, że przy panującej tu temperaturze atomy wodoru i helu są – jak się to naukowo określa – całkowicie zjonizowane. Zatraciły one swoje elektrony, składają się więc niejako z gołych jąder. Ponieważ jednak – jak już wspominaliśmy – większa część także atomu stanowi "pustą przestrzeń", w porównaniu do wielkości jądra atomowego i okrążających je elektronów odstęp pomiędzy nimi jest potężny – owe pozbawione elektronów jądra dają się nienormalnie zgęścić. Jest to zjawisko tak zwanej "zwyrodniałej" materii. Pomimo tego wysokiego stopnia zgęszczenia owa materia w jądrze Słońca zachowuje właściwości gazu, przede wszystkim zdolność do swobodnych, nie uregulowanych wewnętrznych prądów lub zawirowań (turbulencji).

Jak gorąco jest przy 15 milionach stopni? Jest to znowu liczba, wobec której nasza wyobraźnia zawodzi. Ale sir James Jeans, słynny angielski astronom, dokonał kiedyś wyliczenia ukazującego obrazowo skutki, jakie taka temperatura wywarłaby na nasze swojskie otoczenie. Rezultat jego obliczeń jest następujący: gdybyśmy mogli wyjąć ze środka Słońca kawałek materii wielkości główki od szpilki i postawić na Ziemi, gorąco jego zabiłoby człowieka jeszcze na odległość 150 kilometrów (odpowiada to mniej więcej odległości pomiędzy Hamburgiem a Hanowerem!).

Temperatura ta wystarcza do wyzwalania przebiegu reakcji atomowych w zgęszczonej, zwyrodniałej materii jądra słonecznego, reakcji, o których była już niejednokrotnie mowa i które dostarczają całej energii, jaką Słońce tak rozrzutnie rozdaje. Znowu napotykamy absolutnie zaskakującą liczbę, gdy przypatrujemy się bliżej tej reakcji jądrowej, aczkolwiek w tym wypadku zaskoczenie ma charakter zupełnie odwrotny.

Każdy już kiedyś słyszał o tym, że energia słoneczna powstaje w taki sposób, iż we wnętrzu Słońca wodór spaja się czy też zamienia w hel – w kolejny pod względem ciężaru pierwiastek chemiczny układu okresowego. Ten przebiegający w kilku etapach proces rozpoczyna się od tego, że każde jądro wodoru środka Słońca średnio raz na 7 miliardów lat zderza się czołowo z innym jądrem atomowym wodoru, a przez to daje zaczątek powstania atomu helu. Pomimo swego nienormalnego zgęszczenia i ogromnej energii ruchu, odpowiadającej temperaturze 15 milionów stopni, nieprawdopodobnie maleńkie jądra atomowe mają także wewnątrz Słońca jeszcze tyle wolnych przestrzeni, że to decydujące wydarzenie nie następuje częściej. Ale strefa, w której odbywa się wytwarzanie energii słonecznej, to znaczy jej "aktywne" jądro, liczy sobie bądź co bądź około 350 000 kilometrów średnicy. Jest to przecież prawie odległość pomiędzy Ziemią a Księżycem. W jądrze tym jest, w każdym razie jeszcze dotąd, tak niesłychanie dużo atomów wodoru, że zupełnie wystarczy, jeśli każdy z nich w podanym wyżej nadspodziewanie długim odstępie czasu, uczestniczy w reakcji zamiany tylko jeden raz.

Liczba atomów wodoru oczywiście nie wystarczy do tego celu w nieskończoność. Przecież proces zespalania powoduje właśnie za każdym razem trwałe powstanie jednego atomu helu z połączenia się czterech atomów wodoru. W olbrzymim jądrze Słońca w każdej sekundzie łącznie przemienia się 657 milionów ton wodoru w 652,5 miliona ton helu, przy czym z dalszego uzysku energii hel odpada, gromadząc się w centrum Słońca w postaci niejako popiołu procesu atomowego. Jest to powód, dla którego Słońce nie będzie nam świecić zawsze w sposób, do jakiego przywykliśmy. Obliczenia wykazują, że jeżeli już świeci od 5 miliardów lat, to musiało zużyć nieco więcej niż połowę swego paliwa (to jest wodoru).

Przemiana 657 milionów ton wodoru w 652,5 miliona ton helu w każdej sekundzie, i to na przestrzeni mniej więcej 10 miliardów lat łącznie – dane te przysparzają nam nowego pojęcia o nieprawdopodobnej wielkości Słońca. Jednocześnie zmuszają nas do zadania pytania o podłoże występującej różnicy mas, to znaczy o to, co się dzieje z tymi 4,5 miliona ton materii, które widocznie giną w toku tej odbywającej się co sekundę przemiany atomowej jednego pierwiastka w inny – następny co do ciężkości. Otóż ten ubytek masy ma w rzeczywistości zupełnie szczególne, a w powiązaniu z interesującym nas tu zagadnieniem nawet decydujące znaczenie, na nim bowiem właśnie polega cała tajemnica produkcji energii przez gwiazdę. Pointę stanowi fakt, że atom helu nie waży dokładnie tyle co cztery atomy wodoru, ale jest troszeczkę – mniej aniżeli o l procent – lżejszy niż suma czterech atomów wodoru. Przy reakcji jądrowej ta część łącznego ciężaru pozostaje więc jak gdyby jako resztka, która w jakiś sposób musi być usunięta. W toku jądrowego procesu zespalania odbywa się to tak, że część ta przemienia się we wspomniane już przedtem neutrina i czystą energię, które rozchodzą się od Słońca we wszystkich kierunkach. Wypromieniowanie ponad 4 milionów ton materii w każdej sekundzie – oto dopiero właściwy przebiegający w Słońcu proces wytwarzania energii. Wydajność tej produkcji jest tak wielka, że Słońce w każdej sekundzie produkuje więcej energii, aniżeli człowiek wytworzył od początku czasów historycznych. Łączną ilość energii, którą uzyskałoby się przez całkowite spalenie wszystkich zasobów materiałów palnych Ziemi, a więc węgla, olejów i wszystkich lasów – Słońce dostarcza nam bezpłatnie w postaci promieniowania w ciągu trzech tylko dni.

Tymczasem w środku Słońca, w którym zachodzą stale wszystkie te procesy przekraczające wszelkie wyobrażenia, pomimo produkcji tak potężnych ilości energii – panują egipskie ciemności! Jest to stwierdzenie wręcz groteskowe, a w każdym razie w pierwszej chwili całkowicie niewiarygodne. Wyjaśnienie jest stosunkowo łatwe: energia powstająca tu jest po prostu zbyt wielka na to, abyśmy mogli ją postrzec (zakładając oczywiście, że moglibyśmy w ogóle przebywać w środku Słońca).

Występuje tutaj to samo zjawisko, które wykorzystują myśliwi posługujący się "niesłyszalnym" gwizdkiem na psy. Psy słyszą bowiem jeszcze tony, których, jako zbyt wysokie, ucho ludzkie już uchwycić nie może. Skonstruowano więc gwizdki ponadźwiękowe, a ich ton nie dociera ani do ludzi, ani przede wszystkim do zwierzyny. Gdy myśliwy gwizdek taki bierze do ust i weń dmucha, pozornie nie dzieje się nic, ale pies myśliwski reaguje natychmiast.

To samo dzieje się z energią w centrum Słońca. W grę wchodzą tu prawie wyłącznie promienie najtwardsze spośród istniejących, a więc promienie gamma i z zakresu promieni rentgenowskich. I jedne, i drugie są niewidzialne dla naszych oczu. Widzialne światło powstaje z tej pierwotnej formy energii dopiero później, w ciągu długiej i mozolnej drogi, którą przebyć musi powstała w środku Słońca energia, nim osiągnie powierzchnię Słońca, z której może wreszcie swobodnie wypromieniować w wolną przestrzeń.

Tutaj objawia 'się po raz drugi ogromne znaczenie niewiarygodnej wielkości Słońca dla naszego losu na Ziemi. Dotąd mówiliśmy o tym rozmiarze jako o warunku powstania ciśnień i temperatur potrzebnych do rozniecenia i podtrzymania atomowego ognia w jądrze słonecznym. Teraz nagle odkrywamy, że olbrzymie ciało naszej gwiazdy centralnej zdaje się jednocześnie spełniać także zadanie tłumiącej osłony dla produkowanej przez siebie energii. Gdyby bowiem energia ta docierała do Ziemi w takiej formie, w jakiej powstaje, to znaczy gdyby Ziemia z odległości 150 milionów kilometrów została zalana promieniami gamma i rentgenowskimi – dawno by już nas nie było. Jedyną przyczyną, dzięki której Słońce kąpie swoje planety w świetle i cieple, a nie w twardym i absolutnie śmiertelnym promieniowaniu, jest jego ogromny rozmiar. Każda ilość energii musi po powstaniu przebyć potężną drogę 600000 kilometrów poprzez materię słoneczną, zanim dojdzie z centrum Słońca do jego powierzchni, z której jest poniekąd "wypuszczana" na Układ Planetarny. Droga ta, prawie dwa razy dłuższa aniżeli odległość między Ziemią a Księżycem, prowadzi nie tylko przez pustą przestrzeń, ale również przez materię, która przynajmniej w pierwszym odcinku dalekiej trasy jest wciąż nienormalnie zgęszczona ("zwyrodniała"), co powoduje, że droga owej energii staje się ogromnie mozolna.

Jeżeli się głębiej zastanowimy nad tym, w jakich warunkach energia przebywa swój kurs do powierzchni Słońca, widzimy, jak się dosłownie przebija przez zgęszczona materię słoneczną. Pomimo że kwanty energii poruszają się oczywiście także we wnętrzu Słońca z szybkością światła, okres trwania tego ruchu jest nadspodziewanie długi. Wynika to stąd, że nie mają one możności dojścia do powierzchni Słońca drogą bezpośrednią. Podróż ich przebiega wzdłuż najeżonej przeszkodami, krętej, zygzakowatej trasy, w ciągu której bywają one stale absorbowane przez napotykane po drodze atomy i znów wypromieniowywane, sprowadzane z drogi i od nowa absorbowane. Wynikająca stąd zwłoka w podróży jest ogromna. Obliczony przez komputery czas, w którym pojedynczy kwant energii dochodzi w tych warunkach do powierzchni Słońca, jest wprost niewiarygodnie długi, ale liczba ta została wielokrotnie sprawdzona: jest to okres około 20 000 lat. Możemy więc powiedzieć, że światło, w którego blasku dzisiaj żyjemy, powstało we wnętrzu Słońca już gdzieś w epoce paleolitu.

Jednakże mówiąc ściśle, samo światło, jak już wspominaliśmy, nie powstaje w jądrze Słońca, lecz jest wynikiem jak gdyby "wyczerpania" promieniowania w czasie długiej i tak niespodziewanie mozolnej drogi ku swobodzie. To co wreszcie tam osiąga powierzchnię, a stamtąd najkrótszą drogą z szybkością światła do nas dociera w czasie nie o wiele dłuższym niż 8 minut, jest więc już tylko słabym odblaskiem pierwotnej potęgi. Tymczasem właśnie ten słaby odblask stanowi strawną dla nas dawkę, a jest nią światło i ciepło, którymi Słońce nas obdarza.