Представьте себе, что четверо друзей одновременно выигрывают в лотерее по автомобилю «Волга». Возможно это? Да. Но невероятно. И еще: четверо москвичей, родившихся, скажем, 2 ноября и имеющих по 1427 волос на голове, не сговариваясь, собираются в одном месте. Тоже возможное, но очень маловероятное событие.
Ну, а если всего два приятеля одновременно выигрывают в лотерею? Или всего два незнакомых человека с одинаковым числом волос оказываются вместе? Это, конечно, более вероятная случайность.
Теперь вам будет понятно, почему при обсуждении возможностей синтеза ядер гелия из протонов приходится отказаться от четверных и даже тройных соударений. Реакция синтеза здесь имеет исчезающе малую вероятность.. Остаются, стало быть, двойные соударения. На них и строятся системы реакций.
Каковы они?
Гуляет где-то под сверкающим солнечным покровом «обритый наголо», лишенный электрона атом водорода — протон. Сталкивается со встречными частичками, схватывает, чтобы тут же потерять, такой же, как он, вольный электрон, убегает прочь от своих быстрых собратьев, отогнанный их электрическим полем; бывает, и сам разгоняется до бешеной скорости несколькими случайными ударами. Нескончаемо долго длится эта суетливая бродяжническая жизнь. Проходят столетия, тысячелетия, миллионы лет, а протон все так же носится в жарких глубинах светила.
Лишь чрезвычайно редко приходится ему, быстро разогнавшись, встретить столь же быстрый другой протон.
Глядишь, частички пересиливают отталкивание и оказываются совсем рядышком. Теперь события разворачиваются молниеносно. Стремясь слиться воедино, частицы трепещут, бестолково ищут «лазейку» друг к другу. Но поиски слишком коротки и потому на этот раз тщетны. Электрическое поле неумолимо разбрасывает протоны.
Снова они бесцельно гуляют по солнечным недрам. Снова кончаются неудачами сильные столкновения. Опять проходят миллионы лет. Наконец, при каком-то одном из редчайших соударений протон благодаря счастливой случайности вовремя находит лазейку к встретившемуся на пути собрату. Обе частички проскальзывают через потенциальный барьер, попадают в сферу действия ядерных сил и стремительно несутся во взаимные объятия.
Однако и теперь им не наверняка суждено остаться вместе. Возникшее образование — дипротон — нестойко и быстро распадается на те же два протона. Правда, стремясь к устойчивости, оно может тут же преобразовать один из своих протонов в нейтрон, превратившись, таким образом, в стойкое ядро тяжелого водорода —-знакомый нам дейтон. Но этот процесс — тоже вероятностный. На две случайности он накладывает третью, еще менее вероятную, чем первые две. И если она все-таки реализуется сразу же, то свершается первая реакция так называемого протонно-протонного цикла. Из двух протонов образуется дейтон, причем преобразование одного из протонов в нейтрон сопровождается испусканием положительного электрона — позитрона и неощутимо ничтожной нейтральной частички — нейтрино. Вот символическая запись этой реакции:
В форме движения частиц — продуктов реакции. Кроме того, позитрон, встретившись с любым электроном, как бы взрывается, и обе частицы, как говорят, «аннигилируют», то есть их вещество целиком превращается в свет[7]. Любопытно, что нейтрино, уносящие двадцатую долю всей энергии Солнца, остаются совершенно незаметными. Они пронизывают Космос, ничем не выдавая своего присутствия, не тормозясь даже в огромных толщах вещества.
Итак, первая написанная нами солнечная реакция совершается с каждым отдельно взятым протоном неимоверно редко. Теория указывает, что в условиях солнечных недр средний промежуток времени, при котором она наступает, составляет примерно 14 миллиардов лет! Это, подчеркиваем, средний промежуток времени. Протон может воссоединиться и в первую секунду и через 100 миллиардов лет. Все зависит от стечения обстоятельств. Опять лотерея! Но ведь недра Солнца — это неисчислимые полчища протонов. Поэтому то там, то здесь свершается редчайшая «трехэтажная» случайность.
С неизбежностью, присущей случаю, первый этап синтеза становится действительностью. И во всем Солнце в каждое мгновение происходит огромное количество таких реакций.