Мы знаем, что Солнце не сжимается и не расширяется.
Значит, единоборство газового давления и тяготения оканчивается ничейным результатом.
Светило находится в равновесии.
В мяче газовое давление одинаково по всему объему.
А в Солнце? Конечно, нет.
В недрах, где сказывается тяжесть вышележащих слоев, оно гораздо выше, чем на поверхности.
Теперь вспомним, что увеличение газового давления связано с повышением температуры.
Стало быть, в глубинах светила вещество разогрето сильнее, чем на поверхности.
Изложив все эти рассуждения языком математических формул, учтя закон тяготения, массу и размер Солнца, можно довольно точно оценить температуру солнечных недр.
Сделав расчеты, физики убедились, что в самых далеких глубинах светила она достигает примерно 13 миллионов градусов.
Нам, с трудом переносящим сорокаградусную жару, просто немыслимо представить себе температуру солнечных глубин.
При 13 миллионах градусов нет ничего похожего на обычное земное вещество. Нет ни твердых тел, ни жидкостей, ни даже привычных нам газов. Развивая колоссальные скорости беспорядочного теплового движения атомы вдребезги разбивают свои электронные оболочки и теряют электроны. Поэтому глубинный солнечный газ представляет собой вещество, состоящее из электрически заряженных частиц. Это так называемая плазма. Она, кстати сказать, «гуще» обычного газа (взамен каждого атома получается несколько частиц — «голое» атомное ядро и электроны). В недрах светила плазма настолько сжата тяжестью вышележащих слоев, что весит в несколько раз больше свинца. Но вот к какому выводу пришли сначала физики. Даже при столь тесном взаимодействии частиц атомные ядра должны, казалось бы, оставаться неприкосновенными. Электрическое поле положительного заряда так сильно расталкивает их в разные стороны, что они на первый взгляд не способны не только ударяться друг о друга, но и подходить на близкое расстояние.
Получается удивительно странное заключение: как будто бы солнечные недра — неподходящая среда для ядерных реакций.
Казалось бы, не спасает положения и то, что в редких случаях из-за особо сильных и частых толчков, направленных в одну сторону, плазменные частицы вдруг приобретают колоссальные скорости — в сотни и тысячи выше средней. Даже столь стремительно мчащиеся ядра не могут, по обычным представлениям, пробить собственную электрическую броню.
Как же разрешить это противоречие? Ведь энергия Солнца может быть только ядерной, а ядерные процессы в его недрах, выходит, запрещены!
Не тревожьтесь. Запрет этот — мнимый. Он наложен классической физикой — любительницей всякого рода тупиков и порочных кругов. И он снимается подлинным «законодателем» микрочастиц и микропроцессов — квантовой механикой.
В этой важнейшей отрасли физики нам пришла пора разобраться поподробнее.
Мы уже не раз сталкивались с поразительным своеобразием поведения мельчайших частиц. Атомы передают друг другу энергию не непрерывным ручейком, а непременно отдельными, строго отмеренными порциями. Электроны движутся в атомах не где попало, а всегда по неизменным путям — орбитам. Атомные ядра связываются каким-то невообразимым мезонным обменом. Свет ведет себя и как волны и как частицы...
Спору нет, удивительные вещи!
Но мы не вкусили еще, пожалуй, самых парадоксальных «чудес» микромира.
В чем они заключаются?
Раньше всего расскажем вкратце об основе основ квантовой механики — так называемом «соотношении неопределенностей», которое вывел немецкий физик Гейзенберг.
Перенесемся сначала в идеально тихую комнату, где не шелохнется воздух, куда не доходят извне никакие, даже самые слабые толчки, шорохи, звуки. В этой комнате мы стреляем из лука по мишени.
Ничто непредвиденное нам не мешает. Зная начальное положение стрелы, ее вес, форму, учтя силу натяжения тетивы и плотность воздуха, можно в принципе добиться самой меткой стрельбы. Методы классической механики дают возможность перед выстрелом идеально учесть все начальные условия и с любой точностью заранее рассчитать путь летящей стрелы.
А теперь призовем на помощь волшебника, который, правда, сыграет чисто подсобную роль: удалит из нашей тихой комнаты абсолютно весь воздух, выдаст нам кислородные приборы, наделит нас способностью мгновенно соображать и делать математические расчеты, а вместо лука и стрел предложит нам фантастический «пистолет» стреляющий электронами.