¿Qué pasaría si un octillón de cubos de agua se vierte simultáneamente en el sol?

Para responder esto de una oración a un problema de física específico, necesito hacer un par de suposiciones para cuantificar los términos “octillion” y “balde de agua”.

  • Iré con el “octillion de escala corta” (definición de EE. UU. / Reino Unido) de 10²⁷ en lugar del “octillion de escala larga” (definición del resto del mundo) de 10⁴⁸. Ver nombres de grandes números – Wikipedia.
  • En cuanto al cubo de agua, supondré que contiene 10 litros, o 10 kg de H2O.

En otras palabras, vamos a fusionar un cuerpo de H2O con una masa de 10²⁸ kg (aproximadamente el valor de 5 Júpiter) con nuestro Sol, que es una bola de plasma / H ionizado y Él con una masa de 2 * 10³⁰ kg , o aproximadamente 200 veces más que nuestro “gran cubo de agua”. Creo que es justo suponer que agregar un 0,5% a la masa del Sol no tendrá consecuencias críticas para el Sistema Solar. Sin embargo, la humanidad bien podría detectar un mal caso de Everybody Dies ™ a largo plazo (en una escala de tiempo humana).

Espero que sucedan las siguientes cosas, en orden más o menos cronológico:

  • El agua tiene una densidad mucho más alta que los gases en la superficie del Sol, por lo que nuestra gran gota húmeda se tragará bastante rápido y se hundirá hasta que alcance una profundidad con una densidad similar.
  • Aparecen manchas solares extremadamente grandes debido al enfriamiento de la superficie donde el agua impacta al Sol (piense en las cicatrices en las nubes de Júpiter después del impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994).
  • El agua se vaporiza e ioniza en poco tiempo, ya que la gravedad lo empuja hacia el interior del Sol y la convección se difunde y mezcla los núcleos y electrones de oxígeno e hidrógeno con los alrededores.
  • Las líneas de absorción de oxígeno en el espectro solar se vuelven más prominentes.
  • Las órbitas planetarias se encogen ligeramente y se asientan en un nuevo equilibrio basado en la masa solar ligeramente más alta.
  • Las órbitas de asteroides y objetos en el cinturón de Kuiper y la nube de Oort se verán mucho más afectadas por el cambio repentino de masa, y estas distorsiones probablemente causarán una “tormenta” de cometas y meteoritos de largo período hacia los planetas internos durante los milenios siguientes. La apariencia mágica de los octillones de cubos de agua en el centro del Sistema Solar.

Advertencia: no realicé ninguna simulación de los efectos a largo plazo en las órbitas planetarias. Si alguien lo hace, o puede referirse a un estudio que ya lo hizo, entonces estaré encantado de revisar mis declaraciones anteriores a la luz de dichos datos.

Anexo: Recomiendo encarecidamente esta respuesta, que describe con más detalle el escenario de agregar tanta agua como todo el volumen del Sol, o alrededor del 71% de su masa (en lugar del mero 0,5% contenido por un octillón de cubos) : Respuesta del usuario 10185532933882708813 a Si vertimos agua en el sol con un balde tan grande como el sol, ¿se extinguirá el sol?

Voy a arriesgarme y especular que su pregunta es si esta cantidad de agua “apagaría” el sol. No estoy tan calificado para responder la pregunta como muchos otros aquí, pero hay algunas cosas que se pueden decir al respecto. A la densidad normal del agua, esto sería aproximadamente 21 veces el diámetro de la tierra, o aproximadamente el doble del diámetro de Júpiter. Sin duda, hay mucha agua, pero aún es pequeña en comparación con el sol. Además, la forma normal en que pensamos acerca del agua que “apaga” un incendio se relaciona con dos aspectos del agua. La primera es que el agua enfriará el fuego debido al calor latente de vaporización mientras hierve. La segunda es que negará el acceso del fuego al oxígeno que necesita para seguir ardiendo. Por supuesto, hay oxígeno en el agua, pero dado que ya está “quemado” en el sentido de haberse combinado con hidrógeno, no está disponible para soportar el fuego en el sentido habitual.

La imagen muestra la esfera de un octillón de cubos de agua en comparación con la Tierra, Júpiter y el sol. Por supuesto, la pregunta no es acerca de una colisión con un cuerpo celeste esférico, sino más bien un octillón de cubos vaciados simultáneamente en el sol. Sospecho que sería muy importante cómo se vería exactamente cómo se realizó esto. La colisión representada arriba crearía un gran espectáculo, estoy seguro, especialmente si esta masa de agua se “deja caer” desde cualquier distancia hacia el sol. En este caso, la energía de colisión por kilogramo podría ser bastante alta, y la radiación del sol podría incluso aumentar.

Incluso si el agua se distribuyera uniformemente sobre la superficie del sol y se depositara a baja velocidad, el agua no apagaría el fuego del sol. A diferencia de un incendio convencional, la reacción del sol se calienta por fusión nuclear, en la que principalmente hidrógeno, pero también otros elementos, se une a los núcleos junto con una gran liberación de energía. Debido a que hay dos átomos de hidrógeno para cada molécula de agua, el resultado probable es que el agua comience a participar en la reacción de fusión y se convierta efectivamente en combustible nuclear adicional. Incluso el átomo de oxígeno de una molécula de agua puede participar en una reacción de fusión y liberar calor en el proceso.

En cuanto al enfriamiento que normalmente asociamos con el calor latente de vaporización del agua, bajo la intensa presión que experimentaría este líquido, no estoy del todo seguro de que haya una transición de fase líquido-gas como la que tenemos a temperatura y presión estándar. . Incluso si hay un cambio de fase con una gran energía como la que hay a temperatura ambiente, es una pequeña fracción de la energía total almacenada del sol que tendría que invertir en hervir y luego disociar completamente el agua. De hecho, no está completamente claro para mí que esa cantidad de agua pueda ensamblarse en una masa esférica como se muestra sin iniciar espontáneamente una reacción de fusión propia en el centro debido a la intensa presión.

En resumen, aunque habría un modo muy interesante, es imposible que el agua “apague” el sol.

PD: Respondí la pregunta usando la definición estadounidense de “octillion” que significa 1 × 10 ^ 27 cubos. Si usamos la definición del Reino Unido (¿alguien usa esto?) En el que significa 1 × 10 ^ 48, la respuesta es bastante diferente. La esfera equivalente de agua sería aproximadamente 2 millones de veces el diámetro del sol. A este tamaño, se sorprendería mucho si se convirtiera espontáneamente en una estrella bajo su propia presión, y tal vez podría colapsar en un agujero negro.

Comentario: no sé cómo objetar una fusión de dos preguntas, pero un octillón y un billón son números realmente diferentes. Por favor, retire las preguntas.

Un leve eructo. Tal vez una llamarada solar, aunque dudo un poco de eso.

Primero, ¿cuánta agua estamos hablando? Un “octillón” sería [math] 10 ^ {24} [/ math] cubos, y si son cubos de litro eso es [math] 10 ^ {24} [/ math] kilogramos. Eso es aproximadamente 1 / 1,000,000 de la masa del Sol, y agregar tanta masa al Sol no tendrá efectos apreciables. El agua se convertirá instantáneamente en vapor; de hecho, al plasma, por lo que realmente solo está agregando un montón de núcleos de hidrógeno y núcleos de oxígeno al Sol. En términos de masa, el hidrógeno es insignificante: aproximadamente el 90% de una molécula de agua es oxígeno, por lo que estamos arrojando [matemáticas] 10 ^ {24} [/ matemáticas] kg de oxígeno al sol. aproximadamente el 1% del Sol es oxígeno, entonces eso es [matemáticas] 10 ^ {28} [/ matemáticas] kg, por lo que estamos aumentando el contenido de oxígeno del Sol en aproximadamente 1/10 000. Estamos aumentando el contenido de hidrógeno del Sol en aproximadamente 1/10 000 000.

Un octillón es 10 ^ 27. El cubo promedio es de 2 galones. Un galón es 8.34 lb. Convertir a kg. La masa del sol es 1.98855 × 10 ^ 30.

El sol aumentaría en tamaño 1.0185 veces. Apenas lo notaríamos. Recuerde, el sol no está en llamas, el sol es un horno nuclear. Arrojar agua fría sobre él no apaga el fuego, agrega combustible a la reacción nuclear.

Prácticamente nada agregado al sol afectaría al sol. Es grande. Es realmente grande. Causará que todo lo que se arroje se descomponga en elementos atómicos y solo se agregue a las reacciones.

Agregar una molécula de agua solo agrega dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El sol usa hidrógeno para producir helio. Esto crea más calor.

El agua se evaporaría antes de llegar al sol. Entonces, nada pasaría.

Si el agua no se evapora, le darías al sol unos segundos más de vida, ya que el sol no es fuego, sino un reactor nuclear, o un montón de explosiones.

Lo más probable es que creen un nuevo sol. (Si te preguntas por qué no sacaría el sol, es porque el sol no está ardiendo).