Khám Phá Nguồn Năng Lượng Của Mặt Trời

Mặt trời được ví như một khối cầu lửa rực rỡ, không ngừng bức xạ năng lượng mạnh mẽ, ánh sáng và nhiệt lượng đến với vũ trụ, bao gồm cả Trái đất.

Trong thực tế, lượng ánh sáng mà Trái đất nhận được chỉ chiếm khoảng 1/2,2 tỉ năng lượng mà Mặt trời phát ra. Một phép so sánh thú vị cho thấy, nếu có một lớp băng dày 12 mét bao quanh bề mặt Mặt trời, chỉ sau 1 phút, nhiệt độ từ Mặt trời sẽ làm tan chảy lớp băng đó. Điều đáng kinh ngạc là Mặt trời đã tiếp tục phát sáng với cường độ như vậy hàng tỉ năm qua.

Vậy, điều gì đã tạo nên nguồn năng lượng khổng lồ này?

Mặt trời không thể đơn thuần được đốt cháy như một ngọn lửa thông thường. Nếu lấy khí oxy và than gần như nguyên chất và lượng tương đương với khối lượng của Mặt trời, thì nguồn năng lượng đó cũng chỉ duy trì được sự cháy sáng trong vòng 2500 năm. Nhưng tuổi thọ của Mặt trời là hàng tỉ năm.

Phản ứng hạt nhân nguyên tử đã giải thích được câu đố về nguồn năng lượng Mặt trời.

Vào năm 1854, nhà khoa học Đức Kaimuhop lần đầu tiên đưa ra giả thuyết về nguồn năng lượng của Mặt trời. Ông cho rằng, khí trong Mặt trời liên tục phát ra nhiệt lượng, dẫn đến việc khí này không ngừng nguội đi và co lại. Những phần co lại này lại rơi trở lại vào Mặt trời, tạo ra nguồn năng lượng bổ sung cho Mặt trời. Dù ông đã tính toán rằng nếu đường kính Mặt trời giảm 100 mét mỗi năm thì năng lượng sản sinh ra có thể đủ để duy trì ánh sáng trong 20 triệu năm, nhưng điều đó không thể lý giải được tuổi thọ lớn hơn của nó.

Cũng trong thế kỷ XIX, một số nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng ánh sáng của Mặt trời đến từ các tinh thể rơi xuống, từ phản ứng hóa học hoặc sự phân rã của nguyên tố phóng xạ. Nhưng tất cả những giả thuyết này đều không thể giải thích được nguồn năng lượng vĩ đại của Mặt trời.

Năm 1938, phát hiện về phản ứng hạt nhân nguyên tử đã giúp giải mã được về nguồn năng lượng của Mặt trời. Mặt trời chứa rất nhiều nguyên tố hydro, và dưới áp suất cùng nhiệt độ cao (15 triệu độ C) ở trung tâm của nó, các hạt nhân hydro tương tác tạo thành heli, đồng thời phát ra một lượng lớn nhiệt và ánh sáng.

Do đó, quá trình phát nhiệt của Mặt trời thực sự không giống như những gì chúng ta tưởng tượng. Nguồn năng lượng chủ yếu của Mặt trời đến từ các phản ứng nhiệt hạch của hydro chuyển hóa thành heli, đây là nguồn năng lượng chủ lực nhất của Mặt trời. Hiện tại, Mặt trời vẫn có đủ lượng hydro lớn tham gia các phản ứng nhiệt hạch này, đảm bảo nó có thể tiếp tục phát sáng và phát nhiệt trong khoảng 5 tỉ năm tới.

Dẫu rằng, khi toàn bộ hydro trong Mặt trời bị tiêu thụ, thì Mặt trời vẫn có thể sản sinh năng lượng từ các phản ứng nhiệt hạch của các nguyên tố khác nữa, giúp nó duy trì ánh sáng và nhiệt mãi mãi.