ظن الأقدمون أن الشمس هي كتلة هائلة من الفحم المتوقد يشتعل على مر الزمن لتدفئة الأرض. لكن هذا التصور غير عملي من حيث أن كتلة من الفحم بقدر كتلة الشمس لن تستمر أكثر من خمسة آلاف سنة وتتحول بعد ذلك إلى رماد.

وفي نهاية القرن التاسع عشر اقترح هلمهولتز وكلفن نظرية تعتمد على التقلص الجذبي Gravitational Contraction لكتلة الشمس إذ يتحرر بموجب هذا النموذج قدر من الطاقة الجذبية الكامنة متحولاً إلى طاقة حرارية لتؤلف طاقة الشمس. لكن هذا النموذج هو الآخر لم يفلح في تفسير طاقة الشمس لأن الطاقة الجذبية الكامنة في كتلة الشمس لا تستطيع تحويل الطاقة المرسلة من الشمس بالمعدل الحالي لأكثر من عشرين مليون سنة. وإذا ما عرفنا أن عمر الشمس يزيد على 4500 مليون سنة حتى الآن علمنا لماذا لا يصلح نموذج هلمهولتز - كلفن لتفسير مصدر طاقة الشمس.

خلال الثلاثينات من القرن العشرين اقترح الفيزيائيان اوبنهايمر وبيتا نموذجاً بموجبه أربع بروتونات (نوى ذرات الهيدروجين ( لتكوين ذرة هيليوم واحدة. وخلال هذه العملية تتحرر طاقة قدرها ^5-10×4.2 من كل عملية اندماج وبافتراض أن 10% فقط الشمس يشارك في عمليات الاندماج النووي وأن 0.7% من هذه الكمية تتحول فعلاً إلى طاقة حرارية وضوئية. وباستخدام علاقة التكافؤ بين الطاقة والكتلة التي وجدها ألبرت أينشتين

E=mc2

فإن مجموع الطاقة المتولدة سيكون:

ΔE = 1.26×10⁵¹ erg

ولما كانت كمية الطاقة المنبعثة من الشمس في الثانية الواحدة هي:

أي أن الطاقة المتحررة عن طريق الاندماج النووي لنوى ذرات الهيدروجين في باطن الشمس تكفي لتمويل طاقتها لمدة عشر مليارات سنة وهذه مدة معقولة جداً. لذلك إذا كان عمر الشمس حالياً هو بحدود 4500 مليون سنة فإن من المتوقع أن تستمر الشمس في نشاطها هذا لمدة 5500 مليون سنة أخرى قادمة، إلا أن يشاء الله أمراً آخر لا نعلمه.

إلا أن اكتشاف عمليات الاندماج النووي والقدر الهائل من الطاقة الكامنة في القوى النووية والتي يمكن تحريرها خلال اندماج النوى الخفيفة مثل

الهيدروجين لتشكيل نوى أثقل مثل الهيليوم، أكد إمكانية أن يكون الاندماج النووي مصدراً للطاقة المتولدة في باطن الشمس. إلى جانب ذلك فإن الاندماج النووي في باطن الشمس يولد الضغط اللازم لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي والذي يمنع من انهيار الشمس وتكويرها بسبب تجاذب أجزائها بعضها إلى البعض الآخر.

مواضيع ذات صلة

بنيان الشمس

الشمس

كتلة الشمس

قياس قطر الشمس

تسارع الجاذبية على سطح الشمس

دوران الشمس حول نفسها

المجال المغناطيسي للشمس

الشمس

الشمس ومنشأ حرارتها

التدفئة بوساطة أشعة الشمس عند العرب

التدفئة بوساطة أشعة الشمس عند الرومان

التدفئة بوساطة أشعة الشمس عند اليونانيون