Comment le Soleil produit-il de l'énergie ?

En 1921, Jean Perrin (1870-1942), physicien et chimiste français, propose une explication : des réactions nucléaires sont responsables de l'émission en continu d'énergie par le Soleil. La source d'énergie du Soleil provient de la fusion des noyaux d'hydrogène. Il reçoit en 1926 le prix Nobel de physique pour ses travaux sur la structure de la matière.

Hans Bethe (1906-2005), physicien allemand, reçoit le prix Nobel de physique en 1967 pour « ses contributions à la théorie des réactions nucléaires, particulièrement ses découvertes concernant l'énergie produite dans les étoiles ». Il décrit les étapes de la fusion des noyaux d'hydrogène :

• première étape : fusion de deux noyaux d'hydrogène  pour former un isotope d'hydrogène  avec libération d'un neutrino  (particule de charge électrique nulle et de masse très très inférieure à celle de l'électron) et d'un positron (particule de même masse que l'électron, mais de charge opposée à celle de l'électron) ; 
  
• deuxième étape : fusion d'un noyau d'hydrogène  et d'un noyau d'hydrogène  pour former un isotope d'hélium  avec libération d'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique gamma ; 
  
• troisième étape : fusion de deux noyaux  d'hélium  pour former deux noyaux d'hydrogène  et un noyau d'hélium .
  

Il montre que la perte d'énergie à la surface de l'étoile est compensée par l'énergie libérée lors des réactions nucléaires. Cette explication se base sur les travaux d'Albert Einstein (1879-1955), physicien allemand puis hélvétique-américain, liant énergie et masse.