إن الشمس، نجمنا والمسؤولة عن الحياة على كوكبنا، تحترق منذ ملايين السنين وستظل مشتعلة لفترة طويلة.
على مدار تاريخ البشرية، ارتبطت الشمس بالمخلوقات الأسطورية والقوى السحرية والآلهة المختلفة والعديد من القصص التي رواها لنا أسلافنا. ومع ذلك، فإن أحد الأسئلة الرئيسية التي لم نطرحها نحن البشر هو: ما الذي يسبب احتراق الشمس إذا لم يكن هناك أكسجين في الفضاء؟ هذا السؤال مناسب للأطفال والكبار، ودعونا نتذكر أنه لا يوجد سؤال غبي، فالعلم موجود لاستكشاف المعرفة وتحليلها ومشاركتها.
سنخبركم اليوم عن قدرة الشمس على “الاحتراق” بدون أكسجين أو بيئة مشابهة لتعزيزها، لذا انتبهوا جيدًا وتعلموا شيئًا جديدًا.
الشمس هي منارتنا النووية في فراغ الفضاء
ندرك جميعًا أنه على الرغم من غياب الأكسجين، تستمر الشمس في السطوع الساطع، وتضيء كوكبنا وتدفئه. والسؤال هو كيفية تحقيق ذلك؟ الجواب يكمن في عملية رائعة الاندماج النووي.
منذ القدم، تساءلت البشرية كيف تحترق الشمس كالنار دون وجود أكسجين في الفضاء. ومع ذلك، هذه الفكرة خاطئة. ولا تحترق الشمس بالمعنى التقليدي، لأن الاحتراق يتطلب الأكسجين، وهو عنصر نادر في فراغ الفضاء. تتضمن الطريقة التي يتم بها ذلك عمليات فيزيائية أخرى أكثر تعقيدًا بعض الشيء، والتي سنحاول شرحها أدناه.
الاحتراق مقابل الاندماج النووي
يتضمن الاحتراق الذي يحدث عند إشعال الورق تفاعلًا كيميائيًا بين ذرات الوقود (الورق في هذه الحالة) والأكسجين الموجود في الهواء. يطلق هذا التفاعل طاقة على شكل حرارة وضوء. بدلًا من ذلك، تشير وكالة ناسا إلى أن الاندماج النووي هو عملية مختلفة تمامًا تحدث في قلب الشمس.
ماذا يحدث في قلب الشمس؟
كما ورد فيها ناساوتصل درجة الحرارة داخل الشمس إلى 15 مليون درجة مئوية، ويكون الضغط شديدًا. في ظل هذه الظروف، تندمج ذرات الهيدروجين، الوقود الأساسي للشمس، لتكوين الهيليوم. تطلق هذه العملية كمية كبيرة من الطاقة على شكل أشعة جاما، والتي تتحول إلى ضوء وحرارة نراها على الأرض.
في كل ثانية تحول الشمس 700 مليون طن من الهيدروجين إلى 695 مليون طن من الهيليوم. ويطلق هذا التحول المذهل طاقة تعادل انفجار مليارات القنابل النووية.
ومن المهم أيضًا أن نلاحظ أن الحرارة التي نشعر بها على الأرض لا تأتي من انتقال الحرارة المباشر من الشمس، بل من الإشعاع الشمسي. ويمر هذا الإشعاع، الذي يشمل الضوء المرئي والأطوال الموجية الأخرى من الطيف الكهرومغناطيسي، عبر الفضاء الفارغ ويتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض، ويتحول إلى حرارة ندركها.
على الرغم من أن الشمس استهلكت نصف الهيدروجين الموجود بها خلال حياتها البالغة 4.5 مليار سنة، إلا أنها لا تزال تمتلك ما يكفي من الوقود للتألق لمدة مليار سنة أخرى. إن عملية الاندماج النووي هذه ليست مصدر الطاقة فحسب، بل هي أيضًا السبب في أنها لا تحتاج إلى الأكسجين “لحرقها”.
حتى المرة القادمة التي تستمتع بها سطوع الشمس، تذكر أنك تشهد مشهدًا كونيًا ذو أبعاد أسطورية. رقصة الذرات في قلب النجم تطلق الطاقة التي تمنحنا الحياة.
شارك العلم، شارك المعرفة.
