태양이 왜 빛을 내는지 하는 질문에 대해서는 오래전부터 여러 추정이 있었습니다. 가장 직관적인 설명은 태양이 불타는 석탄덩어리라는 것입니다. 하지만, 태양 같은 큰 석탄덩어리가 계속 불타더라도 최대 3,000년 정도 지속될 것입니다. 사실, 인류의 역사는 약 5,000년 이상이며 이러한 모순은 분명히 설명할 수 없습니다. 일부 사람들은 운석의 충돌로 인해 동적 에너지가 열과 빛으로 전환되어 태양의 에너지를 제공한다고 주장했습니다. 그러나, 운석의 축적으로 인해 태양의 질량이 증가하고 중력이 점차 강해져서 지구의 공전이 더 빠르게 되었을 것입니다. 만약 운석의 충돌로 인해 에너지가 생성되었다면, 지구의 한 해는 전 년보다 1~2초 더 짧아져야 했습니다. 그러나, 실제로 그런 일은 일어나지 않았습니다. 19세기 과학자 켈빈과 亥姆霍兹는 태양의 에너지가 중력의 작용으로 물질이 수축되어 열에너지로 전환되는 결과 때문이라고 주장했습니다. 하지만, 계산에 의하면 이러한 수축으로 생성된 에너지도 1800만 년 동안만 태양을 비추기에 충분했습니다.
20세기 이후 원자물리학의 발전으로 인해 태양에너지의 문제가 마침내 해결되었습니다. 아인슈타인은 물체의 질량과 에너지의 관계를 발견했는데, 그것은 유명한 질량-에너지 방정식 E=mc²입니다. 이 관계에 따르면, 적은 양의 질량이 방대한 양의 에너지로 전환될 수 있습니다. 예를 들면, 1그램의 물질이 모두 에너지로 전환되면, 1만 톤의 석탄을 모두 태우는 것과 같은 열을 방출할 것입니다. 태양의 구성 요소 중 71%는 수소, 26%는 헬륨, 그리고 소량의 다른 원소로 이루어져 있습니다. 태양 내의 극めて 높은 온도와 압력(약 2,500억 标准大気圧)의 조건에서, 수소 원자들은 열핵 반응, 특히 ‘양성자-양성자 체인반응’(pp 체인)과 ‘탄소-질소-산소 순환’(CNO 순환)의 두 가지 과정을 통해 합쳐져서 1개의 헬륨 원자를 만들기합니다. 이 물질 변환 과정에서 소량의 질량이 손실되지만, 이러한 ‘손실된’ 질량은 방대한 양의 에너지로 전환됩니다. 이 에너지 생산 원리는 지상에서의 수소폭탄 폭발과 비슷합니다. 태양은 매초마다 6억 3천만 톤의 수소를 소비하며, 그중 420만 톤의 질량 손실은 38×10^26焦의 에너지를 생성하는데, 이는 약 100억 개의 백만 톤 TNT 당量的수소폭탄을 폭발시키는 것과 같습니다. 따라서, 우리는 태양 핵 영역에서 수많은 대규모의 ‘수소폭탄 폭발’이 계속 일어나며, 이로 인해 태양에게 지속적인 에너지를 제공하고 우리에게 오랜 기간 동안 따뜻함과 빛을 가져다주고 있다고 말할 수 있습니다.