1-2. 별의 안정기 — 수소가 헬륨으로 바뀌며 빛난다
제9권 · Chapter 2: 별의 일생과 우주 — 1. 별의 일생
지난 절(1-1)에서 우리는 차가운 가스 구름이 중력에 의해 뭉치고, 중심 온도가 1000만 도에 이르면 핵융합이 시작되면서 별이 탄생한다는 것을 알았어.
자, 별이 드디어 태어났어! 그런데 여기서 새로운 궁금증이 생겨. 한 번 켜진 별은 얼마나 오래 빛날 수 있을까? 별이 빛나는 동안 별 속에서는 어떤 일이 일어나고 있을까?
태양은 대체 무엇을 태우고 있을까?
옛날 사람들은 태양이 빛나는 이유를 정말 궁금해했어. 태양이 석탄을 태우고 있다고 가정하면, 태양 크기의 석탄 덩어리는 겨우 5000년 정도밖에 타지 못해. 하지만 과학자들은 지구의 나이가 약 46억 년이라는 것을 알고 있었거든. 태양은 최소한 그만큼은 빛나고 있었어야 하니까, 석탄으로는 어림도 없는 거야.
19세기의 위대한 물리학자 켈빈 경(Lord Kelvin)은 "태양이 중력으로 수축하면서 열을 내는 것 아닐까?"라고 생각했어. 이것은 꽤 그럴듯한 아이디어였지만, 계산해보니 이 방법으로도 태양은 고작 2000만 년 정도밖에 빛나지 못해. 46억 년에는 한참 모자라지.
진짜 답은 20세기에 와서야 밝혀졌어. 아인슈타인의 과 핵물리학이 등장한 뒤에야, 과학자들은 태양의 에너지원이 핵융합이라는 것을 깨달았거든.
태양은 석탄을 태우는 게 아니야. 태양은 자기 몸속의 수소 원자핵을 헬륨 원자핵으로 바꾸면서 에너지를 만들고 있어. 이 과정이 얼마나 대단한지, 지금부터 자세히 알아보자.