Ленивое горение Солнца. В центре Солнца один протон ждет слияния с другим в среднем около 1011 (ста миллиардов) лет. Это, конечно, больше возраста Вселенной, но всего в семь раз; и это среднее время ожидания, тогда как с некоторыми протонами такое редкое событие случается намного раньше – из-за чего Солнце, с одной стороны, все-таки горит, а с другой стороны, растягивает удовольствие надолго. «Увеличенное время ожидания» возникает из-за того, что и после туннелирования сквозь барьер взаимного отталкивания не наступает идиллия единения протонов: там неожиданно подводит ядерное взаимодействие. Оно устроено довольно сложно и зависит от ориентации спинов двух участвующих частиц (а спин протона, как и нейтрона, равен 1/2); шанс ухватиться друг за друга покрепче есть только в случае, когда компонента спина у обеих частиц направлена в одну и ту же сторону (это один из двух возможных вариантов для спина 1/2; другой вариант – противоположные направления). Однако соединению протонов с одинаково направленными компонентами спинов мешает их нетерпимость к себе подобным: они не сходятся вместе из-за принципа запрета Паули. Запрет, правда, не действует, если компоненты спинов направлены в противоположные стороны, но тогда ядерное взаимодействие оказывается недостаточно сильным! В результате два протона не могут удерживаться вместе сколько-нибудь заметное время. Из-за этого, несмотря на (и так довольно скромные) успехи в деле прохождения сквозь стену, в большинстве случаев никакого слияния не получается и протоны снова разлетаются в стороны. Но иногда (случайным образом) один из протонов превращается в нейтрон как раз в течение крайне короткого времени, пока два протона находятся по одну сторону стенки; точнее, вместо протона возникают нейтрон, позитрон и нейтрино – превращение, возможное из-за наличия другого взаимодействия, так называемого слабого ядерного. Вот тогда ситуация на Солнце идет на поправку, потому что никакой принцип Паули не может помешать ядерным силам соединить протон и нейтрон. В результате два особо удачливых протона выбирают жизненный путь
среднее
все-таки
тогда
иногда
другого
Главное здесь – дейтрон, относительно прочная конструкция из протона и нейтрона, а все остальное можно воспринимать как накладные расходы. После еще двух этапов превращений два дейтрона наконец соединяются в альфа-частицу, испуская при этом фотон (т. е. свет)[231].
Таким образом (задействуя заодно еще некоторые процессы) Солнце и множество других водородно-гелиевых звезд все-таки светят (Солнце – в течение последних 4,6 млрд лет), хотя и делают это довольно «неохотно», я бы даже сказал «едва-едва»: в одном килограмме Солнца за секунду выделяется примерно столько же энергии, сколько в одном килограмме преющих листьев. Обычные звезды берут не «качеством», а массой (то ли дело сверхновые!).