Mặt trời chiếu sáng như thế nào?

Cái gì làm cho mặt trời tỏa sáng ? Làm thế nào mặt trời tạo ra lượng năng lượng khổng lồ cần thiết cho sự sống sinh sôi trên trái đất ? Những câu hỏi này đã thách thức các nhà khoa học trong suốt 150 năm trời, bắt đầu từ giữa thế kỉ thứ 19. Các nhà vật lí lí thuyết đã chiến đấu với các nhà địa chất học và các nhà sinh học tiến hóa trong một cuộc tranh luận sôi nổi xem ai là người có câu trả lời chính xác.

Tại sao lại có quá nhiều ồn ào về nan đề khoa học này ? Nhà thiên văn học thế kỉ thứ 19 John Herschel đã miêu tả hùng hồn vai trò cơ bản của ánh sáng mặt trời trong mọi hoạt động sống của con người trong tác phẩm Chuyên luận về Thiên văn học hồi năm 1883 của ông như sau:

Các tia sáng mặt trời là nguồn gốc tối hậu của hầu như mọi chuyển động xảy ra trên bề mặt trái đất. Bởi nhiệt của nó sản sinh ra các loại gió… Bởi hoạt động của chúng truyền sức sống cho thực vật tinh lọc từ các chất vô cơ, và trở nên, trong vòng quay của chúng, là sự cấp dưỡng cho động vật và cho con người, và là nguồn gốc của những lớp trầm tích lớn có hiệu quả động học nằm sẵn cho con người sử dụng trong vỉa than của chúng ta.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ nhắc lại từ bối cảnh lịch sử của sự phát triển kiến thức của chúng ta về cách thức mặt trời (ngôi sao gần chúng ta nhất) tỏa sáng, bắt đầu trong phần tiếp theo với cuộc tranh luận thế kỉ 19 về tuổi của mặt trời. Trong phần sau đó, chúng ta sẽ thấy những khám phá dường như chẳng có kết quả gì với nhau trong vật lí cơ bản đưa đến một lí thuyết sản sinh năng lượng hạt nhân trong các ngôi sao đã giải quyết được cuộc tranh luận về tuổi của mặt trời và giải thích được nguồn gốc của bức xạ mặt trời. Trong phần sau cùng trước khi tóm lược, chúng ta sẽ thảo luận xem các thí nghiệm được thiết kế như thế nào để kiểm tra lí thuyết sản sinh năng lượng hạt nhân trong các ngôi sao làm hé mở một bí ẩn mới, Bí ẩn Neutrino còn thiếu.