По густоте этих линий, темнеющих на ярком радужном фоне солнечного спектра, ученые определяют количество тех или иных элементов.

Схема спектроскопа и спектры. На верхней полоске изображена часть спектра Солнца, на нижних — спектры натрия, гелия и водорода. Каждой светлой линии в спектре элемента соответствует одна из темных линий солнечного спектра.

С помощью этого могущественного разведчика далеких миров астрономы весьма уверенно установили состав газов, образующих солнечную атмосферу. Больше всего там водорода. Этот газ составляет 81,76 % объема солнечной атмосферы. Гелия 18,17 %, кислорода 0,03 %, магния 0,02 %, азота 0,01 %, и на долю всех остальных химических элементов приходится только одна сотая процента.

Нельзя думать, что тяжелые элементы скрываются в недрах Солнца и не показываются на поверхность. На Солнце непрестанно бушуют огненные вихри, взлетают гигантские фонтаны раскаленных паров, мощные взрывы и извержения выбрасывают на поверхность пары многих металлов.

В 1950 году на Солнце было обнаружено 66 химических элементов, среди них тяжелые металлы, такие, как золото, свинец, платина, осмий, но урана и радия там до сих пор не замечено.

Если допустить, что на Солнце распад урана и радия уже успел завершиться — они уже полностью исчезли, то должен был бы остаться их потомок — свинец. Но свинца на Солнце обнаружили очень мало. Значит распад радиоактивных элементов тоже не является источником солнечной энергии. И это наиболее правдоподобное предположение оказалось несостоятельным, наблюдения его не подтвердили.

Правда, в последние годы на Солнце обнаружили присутствие тория. Но его там чрезвычайно мало. Мало и других радиоактивных элементов — калия, самария и рубидия. Они несомненно подогревают Солнце, но только частично.

Главным поставщиком солнечной энергии служит что-то иное.

Урановые часы

Ученые продолжали свои поиски.

Превращение урана, актиноурана и тория протекает по-разному, но заканчивается одинаково — образованием свинца. Этот последней отпрыск трех семейств радиоактивных элементов устойчив и дальше не распадается. По своим химическим свойствам все три разновидности свинца — урановый, актиниевый и ториевый — друг от друга не отличаются. Но все же они не одинаковы, а разнятся атомным весом. Урановый свинец имеет атомный вес — 206, актиниевый — 207 и ториевый — 208. Это их «фамильная» особенность.

Поэтому, обнаружив в какой-либо горной породе присутствие свинца, по его атомному весу можно определить из какого семейства он произошел.

И вот эта-то особенность свинца привела ученых к важному открытию.

Физики изучают распад радиоактивных элементов уже свыше полувека. Доказано, что ни высокая температура, ни большое давление и никакие другие условия, возможные на Земле, не могут ускорить или замедлить распад радиоактивных элементов.

В земных условиях атомы радиоактивных элементов распадаются с одинаковой скоростью. И скорость радиоактивного распада известна.

В 1902 году П. Кюри посоветовал геологам взять кусок какой-либо горной породы, содержащей уран, тщательно исследовать его химический состав и определить, сколько в нем сохранилось урана и сколько накопилось свинца.

Очевидно, когда-то, очень давно, в этой породе совсем не было уранового свинца.

Но прошел миллиард лет, и от каждого грамма урана осталось 0,863 грамма, и одновременно образовалось 0,116 грамма свинца.

Затем минул еще миллиард лет. Урана уцелело 0,747 грамма, а свинца накопилось 0,204 грамма.

В конце третьего миллиарда лет урана сохранилось 0,646 грамма, а свинца стало 0,306 грамма. (Недостающие 0,048 грамма составляют массу той порции гелия, которая выделилась при радиоактивном распаде, и массу, израсходованную ураном на излучение).

С каждым миллиардом лет урана на Земле становится все меньше и меньше, а количество уранового свинца соответственно увеличивается.

Следовательно, радиоактивные элементы, указывал П. Кюри, могут послужить превосходными геологическими часами. Они равномерно отсчитывают время в течение многих миллиардов лет. Надо только правильно истолковать их показания.

Ученые незамедлили воспользоваться замечательными часами природы.

Из всех горных пород, какие только найдены до сих пор учеными, самыми древними являются некоторые породы, например, канадские граниты. Чтобы накопилось то количество уранового свинца, какое обнаружено в этих минералах, должно было пройти около 1850 миллионов лет.

Тогда — почти два миллиарда лет назад — через какую-то расщелину в земной коре из глубины на поверхность вытекла расплавленная магма.

На Земле, в отдельных местах, и сейчас существуют очаги огненно-жидкой магмы. Над такими очагами образуются огнедышащие горы-вулканы или даже лавовые озера, в которых бурлят и пузырятся расплавленные минералы.

Пока горные породы находятся в огненно-жидком состоянии, они непрерывно перемешиваются. Из них выделяются пары и газы. Они не оставляют лаву в покое, и, следовательно, свинец, образующийся из урана, неминуемо разлучается со своим «родителем».

Но как только изверженная лава начнет окаменевать, свинец уже не может покидать места своего рождения. Он остается рядом с ураном. В охлажденной изверженной породе начинается накопление свинца.

Так руды, содержащие уран, становятся геологическими часами.

1850 миллионов лет — это не возраст Земли и даже не возраст земной коры. Это только возраст древних гранитов, и он указывает геологам на то, что земная кора не может быть моложе 1850 миллионов лет.

Ученые продолжали свои исследования и стали определять возраст Земли не только по урану, но и по актиноурану и торию; сопоставляли количество актиниевого свинца с урановым и ториевым; совершенствовали приемы определения малых количеств свинца и гелия.

Так к концу 1948 года геологи и астрономы пришли почти к единогласному решению, что наш земной шар возник примерно три с половиной или четыре миллиарда лет тому назад.

Возраст Земли, который установили геофизики, совпал с возрастом Луны, который определили астрономы.

Важный, многозначительный вывод.

Два различных исследования привели к одному и тому же результату. Это подтверждает его безусловную правильность.

«Взвешивание» солнечного света

В первые десятилетия нашего века физики одержали несколько крупных побед. Они научились в своих лабораториях создавать искусственные радиоактивные элементы, раскалывать атомы, один элемент превращать в другой и освобождать энергию, скрытую в недрах атомов.

Эти успехи убедили всех здравомыслящих ученых, что свет, излучение является только одной из форм проявления движущейся материи. Свет, теплота, так же как и всякий иной вид материи, обладают совершенно определенной массой. Так же как различные виды энергии могут переходить друг в друга, так и вещество может преобразоваться в излучение, а излучение — в вещество.

В недрах Солнца, где царит жара в несколько миллионов градусов, а давление достигает миллиардов атмосфер, происходит выделение энергии, скрытой в ядрах атомов.

Вещество в солнечных недрах преобразуется в свет, теплоту, в излучение. Какое или какие именно вещества служат на Солнце атомным «топливом» — еще окончательно неизвестно. Но энергия Солнца — атомная энергия.

Тогда ученые поняли, что можно «взвесить» солнечный свет, то есть определить сколько вещества тратится на Солнце для поддержания его излучения.

Солнце расходует ежеминутно 546,1·10²² килокалорий.

Каждая калория составляет 4,67·10¹¹ грамма массы. Следовательно, Солнце теряет в минуту в виде излучения 254,8 миллиона тонн своего вещества. Но это расход одной минуты. В сутках 1440 минут. Значит каждый раз, когда восходит Солнце, мы видим его уменьшившимся на 367 миллиардов тонн.