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combustão, e que os elementos pesados devem ter sido sintetizados a partir
dos leves.
O mecanismo detalhado da fusão nuclear nas estrelas podia explicar em
última análise a presença cósmica de muitos elementos, especialmente
aqueles obtidos cada vez que adicionamos o núcleo de hélio com dois prótons
e dois nêutrons a nosso elemento previamente forjado. Esses constituem os
elementos abundantes com “números atômicos pares” que Harkins
descreveu. Mas a existência e os números relativos de muitos outros
elementos continuavam inexplicáveis. Algum outro meio de construção de
elementos devia ter ocorrido no cosmos.
O nêutron, descoberto em 1932 pelo físico britânico James Chadwick
quando trabalhava nos Laboratórios Cavendish, desempenha um papel
significativo na fusão nuclear que Eddington não poderia ter imaginado.
Reunir os prótons requer trabalho duro, porque os prótons naturalmente se
repelem, como fazem todas as partículas com o mesmo sinal de carga
elétrica. Para fundir prótons, é preciso aproximá-los bastante uns dos outros
(frequentemente por meio de altas temperaturas, pressões e densidades)
para vencer sua repulsão mútua a fim de que a força nuclear forte os ligue. O
nêutron sem carga, entretanto, não repele nenhuma outra partícula, por isso
pode simplesmente entrar no núcleo de outro e juntar-se às outras partículas
reunidas, ali mantidas pela mesma força que liga os prótons. Esse passo não
cria outro elemento, que é definido por um número diferente de prótons em
cada núcleo. Ao acrescentar um nêutron, criamos um “isótopo” do núcleo
do elemento original, que só difere do núcleo original em detalhes porque
sua carga elétrica total permanece inalterada. Para alguns elementos, o
nêutron recém-capturado se revela instável depois de juntar-se ao núcleo.
Nesse caso, o nêutron converte-se espontaneamente num próton (que
permanece no núcleo) e num elétron (que escapa imediatamente). Dessa
maneira, como os soldados gregos que abriram uma brecha nos muros de
Troia escondendo-se dentro de um cavalo de madeira, os prótons podem
entrar sorrateiramente dentro de um núcleo disfarçados de nêutrons.
Se o fluxo contínuo de nêutrons se mantém alto, cada núcleo pode
absorver muitos nêutrons antes que o primeiro se desintegre. Esses nêutrons
rapidamente absorvidos ajudam a criar um conjunto de elementos cuja
origem é identificada com o “processo de captura rápida de nêutrons”, e
diferem do sortimento resultante de elementos quando os nêutrons são
capturados lentamente, caso em que cada nêutron sucessivo se desintegra
num próton antes que o núcleo capture o seguinte.
Os dois processos lento e rápido de captura de nêutrons são responsáveis
por criar muitos dos elementos que do contrário não são formados pela fusão
termonuclear tradicional. Os elementos restantes na natureza podem ser
feitos por alguns outros processos, inclusive fazendo fótons de alta energia
(raios gama) colidirem em núcleos de átomos pesados, que então se
despedaçam em menores.
Correndo o risco de simplificar exageradamente o ciclo de vida de uma