Пим!
Пим!
Пим!
Пим!
Или любой иной звук, который могут испустить два ядра водорода, два голых протона, беспрерывно сталкивающиеся при давлении в двести миллиардов атмосфер и температуре пятнадцать миллионов градусов по шкале Кельвина.
Именно такое давление и температуру таят в своих недрах желтые звезды G-класса. Стоит оговориться, что величины, которыми определяются параметры звезд, имеют отношение лишь к небольшому стабильному периоду времени на маленькой зеленой планете, вращающейся в ста пятидесяти миллионах километров от поверхности такой звезды.
Пим!
Пим!
Пим!
Пим!
При таком давлении и температуре протоны являют собой крохотные твердые ядрышки, каждое из которых составлено из кварков, разнообразных по форме и весьма непростых. В зависимости от вашей точки зрения вы можете считать кварки или строительным материалом, или переходным этапом между материей и энергией. В любом случае выбор за вами.
Поскольку протоны обладают положительным зарядом – опять же термин, используемый лишь в земных лабораториях или при описании электрической цепи, – и поскольку одноименные частицы отталкиваются друг от друга с силой, превосходящей человеческое понимание, протоны после столкновения немедленно разлетаются в разные стороны.
Стоит заметить, что каждый протон в среднем должен сорок триллионов раз столкнуться с себе подобным, прежде чем что-либо может произойти. При частоте столкновений сто миллионов в секунду, при огромном давлении и невероятной температуре в среднем один протон из ядра звезды может раз в четырнадцать миллиардов лет изменить свою физическую структуру, а такой промежуток времени в три раза превышает возможную продолжительность жизни звезды. Посему затерявшийся в недрах звезды обычный протон, скорее всего, будет вести напряженную, но небогатую событиями жизнь, прыгая словно теннисный мячик.
Однако один раз в сорок триллионов лет два протона при столкновении соединятся. Один из них испустит позитрон, или положительно заряженный электрон, и нейтрино, похожий на фрагмент субатомного соединительного вещества, превратившись в нейтрон.
Поскольку позитивно и нейтрально заряженные частицы могут держаться вместе, они образуют ядро дейтерия, или «тяжелого» водорода, так как к ядру добавился нежданный нейтрон.
Всякий может предположить, что, если уж слияние протонов столь диковинная вещь, следующим этапом непременно будет их распад. И действительно, в одну стомиллионную долю секунды ядро дейтерия с веселым стуком разлетится. Нейтрон, прорвавшись сквозь густые ряды окружающих частиц, настигнет позитрон и нейтрино, которые за столь небольшой отрезок времени не успеют убежать далеко, подберет беглецов и продолжит жить как полноправный протон.
Но этого не будет. Союз протона и нейтрона длится около шести секунд, или всего-навсего шестьсот миллионов столкновений, пока к ним не присоединится еще один протон.
БАМ!
При столкновении частицы не изменятся, однако испустят заряд энергии: нейтральный, лишенный массы фотон, пульсирующий на высоких частотах гамма-излучения. Фотон полетит своим путем, оторвавшись от вновь образовавшегося ядра «легкого» гелия, ибо до нормальной структуры ему недостает одного нейтрона.
Этот испущенный фотон, похожий на излучение гамма-луча, не примет больше участия в различных комбинациях. Отпущенный на свободу во время первого столкновения позитрон скоро столкнется со свободным электроном из плазменного поля и исчезнет вместе с ним. В ходе аннигиляции еще парочка фотонов, излучающих гамма-радиацию электромагнитного спектра, отправится в путешествие.
Итак, пока внутри звездного ядра шесть протонов образуют в течение долгого срока ядро гелия и два свободных протона, на волю попадут три заряженных мощной энергией фотона.
Три искорки света вспыхнут на значительном расстоянии и в разных временных интервалах среди триллионов прочих столкновений, не испускающих зарядов энергии, подобных сакраментальному «пим!». Эти искорки затеряются в толще настолько густой и темной материи, что сами атомы растеряют там электронные облака и поплывут подобно кинетической плазме. Разве вы не знаете, что ядро желтой звезды G-класса темнее, чем самая темная точка пространства?
Темнее, но не холоднее. На своем пути три энергетических фотона добавят свое тепло к жару звезды, отталкиваясь от протонов и легких ядер гелия.
У хаотично движущихся фотонов нет определенного направления движения. Каждый фотон ударяется и отскакивает от больших частиц, или, говоря научным языком, поглощается и мгновенно испускается подобно сумасшедшему танцору, рвущемуся к двери. Ввиду отсутствия цели ни один из них не может выскользнуть из вихря частиц и отойти в сторонку. Каждый фотон проходит путь величиной в долю сантиметра (еще один термин, применимый только к Земле) до столкновения с новой частицей и отскока в другом направлении.
Хотя основная масса фотонов не помышляет покинуть ядро звезды и направиться в верхние слои, малая часть из них именно так и поступает, являясь представителями «исходящей» энергии, то есть объема теплоты, превышающего уровень, необходимый для поддержания давления и удерживания звездного ядра от коллапса под грузом гравитации верхних слоев. Эти несколько вырвавшихся фотонов покидают мельтешащий хоровод и устремляются к поверхности звезды.
Попав в густые темные слои звездной материи над ядром, каждый фотон продолжает игру лицедейства и перевоплощения, делая шаг вперед и два назад. По мере проникновения в более холодные слои фотон теряет часть своей энергии, и частота вибраций в среднем становится меньше, а длина волны – больше. Некоторые фотоны, хотя, конечно, не все, могут сохранять свой потенциал достаточно долго. В целом гамма-лучи ядра звезды превращаются в средних слоях в рентгеновские, затем в ультрафиолетовые и становятся на поверхности видимым светом, говоря земным языком.
В двух третях пути до звездной поверхности звездные газы охлаждаются с пятнадцати миллионов градусов до двух. Эти холодные газы становятся практически светонепроницаемыми, поэтому расстояние, проходимое фотоном за время его превращений, становится для нас несущественным. В то же время в данной области разнос температур между глубинными и поверхностными слоями значительно увеличивается, да и более холодные газы в этой сфере менее густы, а значит, и менее стабильны. Таким образом, горячая материя из звездных недр поднимается ввысь подобно пузырькам на поверхности кипящей воды. Этот процесс называется конвекцией и суть его в том, что более холодная и сравнительно менее густая материя в поверхностном слое звезды оседает вниз, в нескончаемое бурление.
