آیا دانشمندان می توانند در زمین ستاره بسازند؟

بیگ بنگ/ در مرکز منظومه شمسی ما یک تولید کننده ی اتمی بسیار بزرگ قرار دارد. زمین به طور متوسط فاصله ای ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر را گرد این جرم سماوی بزرگ طی می کند. آنچه ما خورشید می نامیم اش یک ستاره است. خورشید انرژی لازم برای حیات ما را فراهم میکند. اما آیا دانشمندان می توانند نمونه ی کوچک شده ی آن را در زمین بسازند؟

بحث بر سر امکان این نیست. چون که هم اکنون این کار انجام شده است. اگر به ستاره ها به عنوان ماشین آمیزش اتمی نگاه کنیم، نوع بشر مشابه آن را بر روی کره ی خاکی ساخته است. اما این اکتشافات محدودیت هایی نیز دارد. ستاره های مصنوعی دانشمندان اندک بوده و نهایتا تا چند ثانیه باقی می مانند. برای فهم نحوه ی ساخت ستاره توسط دانشمندان، باید دانست از چه چیزی ساخته شده و واکنش آن چگونه شکل می گیرد؟ خورشید از ۷۵ درصد هیدروژن و ۲۴ درصد هلیوم ساخته شده است. عناصر سنگین تر ترکیب نهایی جرم خورشید را مشخص می کنند. مرکز خورشید به شدت گرم است، دمای موجود در آن بیش از ۱۵ میلیون کلوین است.

در این دمای فوق العاده داغ اتم های هیدروژن به قدری انرژی جذب می کنند که با یکدیگر واکنش تشکیل می دهند. این موضوع بسیار مهم است. هسته ی اتم هیدروژن از یک پروتون تشکیل شده است. برای واکنش دو پروتون به انرژی لازم جهت فائق آمدن بر نیروی الکترومغناطیسی نیاز است. به این دلیل است که پروتون ها دارای بار مثبت هستند. اگر با آهن ربا آشنایی داشته باشید؛ میدانید که قطب های مشابه یکدیگر را دفع می کنند. اما اگر انرژی لازم موجود باشد می توان دو پروتون را به واکنش وا داشت.

بعد از این آمیزش آنچه باقی می ماند، دوتریم- ایزوتوپ هیدروژن- است. هیدروژن اتمی متشکل از یک پروتون و یک نوترون است. واکنش آن با هیدروژن هلیوم ۳ را تولید می کند. حاصل واکنش دو هلیوم ۳ با یکدیگر، هلیوم ۴ و دو هیدروژن است. اگر کل پروسه ی واکنش را تجزیه کنیم، به نتیجه قطعی می رسیم که چهار اتم هیدروژن برای ساختن هلیوم ۴ واکنش تشکیل میدهند. اینجا همان جایی است که انرژی وارد میدان می شود. هلیوم ۴ از مجموع چهار اتم هیدروژن جرم کمتری دارد. پس این جرم اضافه به کجا می رود؟ تبدیل به انرژی می شود. و طبق معادله ی معروف اینشتین، انرژی برابر با جرم شیئ ضربدر مربع سرعت نور است. این بدان معنی است که جرم ریزترین ذره معادل مقدار زیادی انرژی است.

پس دانشمندان چگونه می توانند ستاره بسازند؟

تولید انرژی ای که بتواند بر نیروی الکترومغناطیسی فائق آید دشوار است اما ایالات متحده در یک نوامبر ۱۹۵۲ توانست این کار را انجام دهد. یعنی همان زمان که بزرگترین بمب هیدروژنی جهان، اوی مایک، بر جزیره ی الوگلاب فرو افتاد. این بمب ها دارای دو نوع بود. نوع اول شکافت هسته ای بود. شکافت هسته ای مرحله ی تقسیم هسته ها است. همان نوع از بمب ها که ایالات متحده برای پایان جنگ جهانی دوم بر ناکازاکی و هیروشیما فروریخت. شکافت هسته ای در بمب ایومایک برای ایجاد انرژی لازم جهت تولید هلیوم از واکنش دو اتم هیدروژن( فائق آمدن بر نیروی الکترومغناطیسی) لازم بود. گرمای حاصل از انفجار آغازین از غشای اصلی بمب به ظرف حاوی دوتریم مایع منتقل شد. میله ی پلوتونیوم داخل ظرف به عنوان احتراق واکنش عمل کرد.

اندازه ی انفجار معادل ۱۰٫۴ مگاتن بود و تمام جزیره را از بین برد و چاله هایی به عمق نزدیک ۵۰ متر و به عرض ۱٫۹ کیلومتر بر جای گذاشت(منبع: موسسۀ بروکینگ). برای لحظه ای گذرا، انسان قدرت ستارگان را تحت الشعاع قرار داد تا سلاح وحشتناک بسازد. عصر بمب هیدروژنی آغاز شده بود. آزمایشگاه های سراسر جهان اکنون در پی یافتن راهی برای کنترل برهم کنش به عنوان منبع انرژی، هستند. اگر دانشمندان بتوانند واکنش های پایدار و قابل کنترل بسازند؛ قادر به تولید مقادیر عظیم انرژی به اندازه ی میلیون ها سال خواهند بود. با کمبود انرژی مواجه نیستیم- هیدروژن فراوان است و اقیانوس ها مقادیر زیاد دوتریم در خود دارند.

اما رسیدن به نقطه ای که بتوان برهم کنش اتم ها را تحت کنترل در آورد به سالها تحقیق و میلیاردها دلار منابع نیاز خواهد داشت. مقدار انرژی لازم برای آغاز برهم کنش همراه با گرمای بسیار زیاد حاصل از واکنش، ساختن تجهیزات مناسب را دشوار می کند. برخی دانشمندان در پی لیزرهایی به عنوان ابزاری برای رو کردن پدیدۀ برهم کنش هستند. بعضی دیگر به دنبال گزینه های دیگری با پلاسما– حالت چهارم ماده، هستند. اما تا کنون کسی نتوانسته است پرده از این راز بردازد. بنابراین ما میتوانیم در کره ی خاکی ستاره بسازیم- حداقل برای مدت کوتاهی. اما هنوز تا طولانی کردن عمر این ستاره و کنترل انرژی مهیب آن، فاصله داریم.