Origen de la energía solar

3. Arthur Eddington y el origen de la energía estelar

El científico inglés Sir Arthur Eddington tenía una famosa cátedra de Astronomía en la Universidad de Cambridge, y en el año 1926 publicó su obra "La constitución interna de las estrellas". Era una brillante exposición de los conocimientos físicos de aquella época, acerca del interior de las estrellas. Se sabía ya cómo funcionaba en principio una estrella, pero faltaba la clave: ¿cómo se generaba su energía?

Como se conocía con certeza que las estrellas poseen una gran abundancia de hidrógeno, esta constitución podría ser suministradora ideal de energía. Se sabía que la transformación del hidrógeno en helio liberaba tal cantidad de energía que sin duda podría cubrir las necesidades del Sol y de las estrellas permitiéndoles brillar durante miles de millones de años. Se había descubierto una magnífica fuente de energía, pero no se podía comprobar llevando a cabo experimentalmente la transformación de hidrógeno en helio, ya que dicho proceso ocurre a enormes temperaturas.

Pero Eddington pudo ya entonces evaluar las temperaturas que debían existir en el interior del Sol. En nuestra estrella, la enorme gravedad atrae la materia hacia el centro. Pero la materia solar no llega a precipitarse hacia el punto central porque el gas solar ejerce una contrapresión. Esta presión tiende a impulsar la materia hacia afuera, es decir, actúa en contra de la gravedad. Ambas fuerzas están en equilibrio. Puede calcularse la gravedad con que la materia solar se atrae a sí misma. La fuerza ejercida por la presión gaseosa que equilibra esta gravedad debe tener el mismo valor. La presión de un gas está en función de su densidad y de su temperatura. Conocemos la densidad de la materia solar porque sabemos el valor de la masa del Sol y el volumen que ocupa. Cuanto más caliente un gas, mayor es su presión. ¿Qué temperatura tendría un gas en el interior del Sol para que pueda equilibrar la gravedad?

Basándose en dichos supuestos, Eddington calculó que la temperatura del centro de las estrellas sería de unos 40 millones de grados. A esta temperatura los átomos del interior del Sol se moverían a 1000 kilómetros por segundo. Los átomos de hidrógeno en estas condiciones habrían perdido hace tiempo sus electrones (transformándose en cationes o iones positivos), y sus protones se desplazarían libres por el espacio. Los protones pasarían muy cerca unos de otros, pero las fuerzas eléctricas de repulsión los desviarían antes de que puedan aproximarse lo suficiente para fusionarse. Además, para formar un núcleo de helio a partir de átomos de hidrógeno, deben coincidir simultáneamente en un mismo punto cuatro protones y dos electrones, o sea seis partículas... suceso que es muy improbable. Y aunque las seis coincidieran casualmente, las fuerzas eléctricas desviarían sus trayectorias impidiendo la fusión. 

A pesar de estas dificultades planteadas, Eddington estaba convencido de que solo la energía nuclear puede alimentar las estrellas, y al final tendría razón.