¿Por qué brilla el sol?

Lo que hace que el sol sea tan brillante es su fuente de energía: un proceso llamado fusión nuclear, que produce abundante energía . La reacción de fusión, junto con el enorme tamaño del sol, significa que continuará brillando miles de millones de años en el futuro.

La reacción de fusión

El sol se compone principalmente de hidrógeno y helio gaseoso. En el centro del sol, la fuerza de gravedad aprieta los átomos de hidrógeno con grandes cantidades de presión. En condiciones normales, las cargas eléctricas positivas en el centro de los átomos de hidrógeno hacen que se repelen fuertemente, pero la gravedad del sol es tan grande que los átomos se fusionan, formando deuterio y helio y liberando grandes cantidades de energía.

La energía liberada por fusión es aproximadamente 10 millones de veces mayor que la combustión, la reacción que hace que el carbón y la gasolina se quemen.

Hecho de la diversión

La producción total de energía del sol por segundo es de alrededor de 3.86 × 10 ^ 26 (386,000,000,000,000,000,000,000,000) Julios por segundo.

La producción total de energía de la bomba “Little Boy” que golpeó Hiroshima fue de 6.3 × 10 ^ 13 (630,000,000,000) de julios. Este fue un rendimiento de solo 12 kilotones de TNT.

La producción total de energía del “Zar Bomba” (la bomba atómica más grande jamás construida con 50 Megatones) fue de 2.1 × 10 ^ 17 (210,000,000,000,000,000) Julios.

Entonces, la producción total de energía del sol en un segundo podría ser igual a 6,126,984,126,984 niños pequeños o 1,838,095,238 Bombas del zar.

Bueno, ¿podrías mirar eso?

Fuentes

  • ¿Por qué es tan brillante el sol?
  • Dom
  • Zar Bomba

Los días soleados me causan ansiedad, y no solo porque soy un jengibre rubio propenso a las quemaduras solares. Mi padre murió horriblemente de cáncer de piel, una combinación de genes escandinavos y largas horas como un chico joven en una escalera ayudando al abuelo a pintar casas, además de muchas más horas en botes y playas sin bloqueador solar. Me aferro a la sombra, uso sombreros y, en general, juego muy seguro, pero aun así, siento cierto temor por la cantidad de radiación que recibo del gran reactor termonuclear en el cielo.

La única ventaja de todo este temor es que genera mucha fascinación. El sol es una fuente de interés sin fondo si eres un geek de la ciencia como yo. Intelectualizar mis ansiedades ayuda a hacerlas más tolerables. Si no le temes al sol, no has visto este video, cortesía del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. http://sdo.gsfc.nasa.gov/firstli

Te dicen en biología de noveno grado que toda la vida en la tierra es alimentada por el sol. Técnicamente, esto no es cierto, ya que hay pequeños ecosistemas geniales que viven alrededor de volcanes submarinos que son alimentados por reacciones nucleares en el núcleo de la Tierra. Pero el sol es el motor principal para usted y para mí y para todos los organismos con los que interactuamos. El sol también alimenta toda nuestra tecnología, ya que estamos quemando plantas fosilizadas como combustible. Puede pensar en el carbón, el petróleo y el gas natural como una forma de luz solar convenientemente estable y portátil.


He sabido desde que tengo memoria que el sol produce toda su energía al fusionar hidrógeno en helio, pero solo en los últimos años intenté descubrir qué significa eso en realidad. Aquí en la Tierra, las moléculas de hidrógeno se repelen entre sí como los extremos norte de pequeños imanes. Sin embargo, el sol es tan grande que su gravedad golpea las moléculas de hidrógeno entre sí con la suficiente fuerza como para separarlas en sus protones y electrones constituyentes. En el centro del sol, los protones se atascan entre sí con tanta fuerza que pueden entrar en el pequeño rango de las fuerzas nucleares. Esto es cuando sucede la física realmente extraña y emocionante.

Dentro de cada protón hay dos quarks arriba y un quark abajo. Cuando los protones se acercan lo suficiente, la fuerza nuclear débil puede entrar en juego, transformando uno de los quarks arriba en un quark abajo. http://www.ethanhein.com/wp/2010 … Esta reacción hace que el protón se convierta en un neutrón, escupiendo un positrón y un neutrino en el proceso. El positrón es la contraparte de la antimateria del electrón. Busca rápidamente el electrón más cercano en una espiral de muerte electromagnética que aniquila ambas partículas, creando un par de fotones de muy alta energía.

Los pares protón-neutrón, conocidos como deuterio, chocan contra otros protones para formar tritio, liberando aún más fotones de alta energía en el proceso. Cuando dos núcleos de tritio colisionan, se fusionan en helio, y cada uno expulsa un protón sobrante para continuar el ciclo.

Todos esos fotones de alta energía emitidos en las diversas reacciones nucleares rebotan de un átomo a otro en el sol, siendo absorbidos y reemitidos, hasta que finalmente llegan a la superficie y se escapan al espacio. Habría adivinado ingenuamente que esta ronda de ping-pong tomaría unos segundos o minutos, pero la NASA dice que puede tomar de cien mil a cincuenta millones de años para que un fotón llegue del núcleo del sol a la superficie.

El sol también emite millones de neutrinos, pero esos fluyen a través de nosotros, rara vez golpean algo o reaccionan. La mejor manera de detectar neutrinos es con una caverna subterránea gigante llena de agua o (no es broma) lavavajillas con detectores sensibles. En la rara ocasión en que un neutrino golpea un átomo de agua o detergente y provoca una interacción débil, los detectores lo captan.

El sol convierte cuatro millones y cuarto de toneladas métricas de materia en energía cada segundo, y los escritores científicos siempre lo comparan con una bomba termonuclear en constante explosión. Pero libra por libra, el sol resulta no ser tan enérgico. En su centro, la densidad de producción de energía por pie cúbico es casi tan intensa como el metabolismo de una iguana, o las reacciones químicas en un montón de compost activo. El sol solo puede bombear tanto jugo debido a su tamaño enorme.

El helio es un átomo mucho más estable que el hidrógeno. El sol no es lo suficientemente grande como para fusionar helio, por lo que una vez que se quede sin hidrógeno, se quemará. La buena noticia es que quedan cerca de cinco mil millones de años de hidrógeno. La mala noticia es que a medida que se queda sin jugo, el sol se hará más grande y más caliente hasta que vaporice la Tierra. Entonces, el reloj corre.

Si la quema de plancton y helechos fosilizados es un poder de fusión almacenado, ¿por qué no podemos simplemente eliminar al intermediario? ¿Por qué nuestros autos no funcionan con la fusión de hidrógeno en helio? Hay mucho hidrógeno en el agua del planeta, y el helio es un producto de desecho tan inofensivo como se podría pedir. El problema es que se necesita una temperatura alta y / o una presión ridículamente extrema para que los núcleos atómicos superen su repulsión electromagnética mutua y hagan que las fuerzas nucleares hagan lo suyo. Conducir con un tanque lleno de gasolina es bastante peligroso; imagine conducir con un reactor cuyo interior está a diez millones de grados. Por lo tanto, no deberíamos contener la respiración para los autos de fusión.

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