¿Por qué ocurre la fusión nuclear en las estrellas?

Entonces … las estrellas tienen una cantidad de gravedad bastante enorme. Nuestro sol, que es medio-pequeño en lo que respecta a las estrellas, constituye más del 99% de toda la masa en todo nuestro sistema solar. Toda esa gravedad significa que el hidrógeno del que está hecho el sol está altamente presurizado y altamente acelerado. El hidrógeno en el sol está en un estado de materia llamado plasma, lo que significa que los protones y los electrones están separados entre sí. Entonces, cuando piense en el sol, piense en él como esta enorme masa de partículas cargadas positivamente que se mueven a velocidades increíbles a grandes cantidades de presión.

Imaginemos ahora que solo dos protones se precipitan el uno hacia el otro a velocidades insoportables. La mayoría de las veces esos dos protones se repelerán entre sí. Están cargados de manera similar, la ley de Coulomb establece que hay fuerzas bastante masivas que los separan, y esas fuerzas solo se fortalecen a medida que los dos se acercan. La mayoría de las veces, no van a terminar tocando. Pero este pequeño porcentaje de las veces, se chocan entre sí y se golpean tan fuerte que uno de ellos cambia. Libera un positrón, se convierte en un neutrón y su antiguo núcleo de hidrógeno ahora es un núcleo de deuterio ([matemático] H ^ 2 [/ matemático]).

En ocasiones realmente raras, terminas obteniendo un Deuterio que golpea otro núcleo de Hidrógeno, envía un segundo positrón y crea un núcleo de Tritio ([matemáticas] H ^ 3 [/ matemáticas]). Y en muy raras ocasiones, obtienes un Deuterio chocando contra un Tritio, y terminas obteniendo un Núcleo de Helio (He) y un neutrón libre que simplemente se dispersa en otras partes del sol. Este helio y neutrón libre tiene una masa ligeramente menor que la suma del tritio y el deuterio que los constituyeron, lo que significa que una cantidad muy pequeña de masa se convierte en energía y, por lo tanto, el sol brilla.

Tal vez se pregunte: “Si es realmente raro que se forme un Deuterio, y aún más raro que se forme un Tritio, y aún más raro que un Deuterio golpee a un Tritio, ¿cómo brilla el sol en primer lugar?”. Mi respuesta a eso El sol es grande. (“Realmente muy grande, simplemente no vas a creer lo enormemente enorme que es. Puedes pensar que está muy lejos de la farmacia, pero eso es solo maní [al sol], escucha”). hablando algo del orden de 8.4 × 10 ^ 56 núcleos de hidrógeno allí. Cuando los números se vuelven tan grandes, ocurren cosas realmente raras todo el tiempo .

En pocas palabras, es por eso que la fusión nuclear ocurre en el sol.

Una fusión nuclear es fundamentalmente un proceso en el que los núcleos de luz se combinan y forman núcleos más pesados. Dicho esto, la pregunta es cómo, cómo pueden fusionarse los protones a pesar de tener una carga positiva. Hay dos fuerzas en juego aquí 1. La repulsión de Coulombic y 2. La fuerza nuclear fuerte. A grandes distancias, prevalece la fuerza Coulumbic, pero a distancias de aproximadamente 10 ^ -15 metros o menos, la fuerza nuclear fuerte entra en juego y mantiene la partícula unida. Esta es también la razón por la cual los protones pueden residir dentro de los límites nucleares.

Ahora, para su pregunta, la abundancia de hidrógeno y helio en el universo proporciona los medios para la fusión fundamental. Por ejemplo, el sol obtiene su energía de la fusión de los núcleos de hidrógeno, en los que 4 núcleos de hidrógeno se fusionan y forman una partícula alfa, dos positrones, dos neutrinos y libera una gran cantidad de energía. Debido a que el sol es comparativamente una estrella pequeña, con una temperatura central baja de aproximadamente 14 millones de K, el ciclo de fusión dominante es protón-protón (uno en el que los protones juegan el papel principal), al igual que para otras grandes estrellas, el ciclo difiere, en qué otros núcleos intermedios también se forman, por ejemplo, el ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno, que va del hidrógeno (usando el isótopo de nitrógeno como catalizador) al carbono, oxígeno y luego nitrógeno, formando helio en el medio.

Hacer una estrella grande porque cuando una pequeña cantidad de estrella se combina forma un cúmulo. Luego, a partir del cúmulo de galaxias se forman de manera nuclear en fusión ya que es el proceso de combinar núcleos ligeros para formar núcleos pesados