Как бы повела себя нормальная материя в условиях ядра Солнца?

Учитывая, насколько низка плотность мощности в солнечном ядре, я, кажется, не в состоянии ожидать, что произойдет с материей, если она попадет внутрь солнечного ядра. Например, предположим, что планета, похожая на Землю, расположена в центре ядра Солнца и имеет удельную мощность 276,5 ж а т т с / м 3 что очень мало, чтобы даже поднять температуру Земли на сколько-нибудь заметный градус. Это была одна мысль. Другая мысль заключалась в том, что температура в ядре уже составляет 15 миллионов градусов Кельвина, поэтому любая материя должна достаточно быстро приближаться к этой температуре.

Так что теперь я очень запутался, например, останется ли планета нетронутой в течение тысяч или даже миллионов лет, пока она не накопит достаточно энергии, чтобы расплавиться или испариться? Или есть другие типы поглощения энергии, которые испытывает планета и, таким образом, она меньше времени остается одной частью в ядре?

Просто для того, чтобы попытаться получить практический и численный ответ на этот вопрос, пусть это будет: как долго Земля в целом может просуществовать в ядре Солнца?

Что будет, если взять кубик льда и бросить его в чашку с водой? Он плавится целиком сразу или плавится слой за слоем?
Я думаю, что я имею в виду немного другое. Я понимаю, как растает кубик льда, но, учитывая причудливую среду в ядре Солнца (очень высокая температура с очень низкой плотностью энергии), я не могу себе представить, как это могло произойти с планетой там.
Почему это должно быть иначе? Теплопередача все же происходит из-за разницы температур, верно? Мне кажется, что "низкая плотность энергии" не имеет значения.
Используя закон Стефана-Больцмана, с e = 1, площадью Земли и температурой окружающей среды ядра Солнца, он дает рассеяние энергии на землю на уровне 10 ^ 36 Вт, или примерно на 4 порядка больше, чем требуемая энергия. чтобы испарить массу земли. Даже если предположить, что Земля на пути к ядру нагрета до 14 миллионов градусов, она все равно дает что-то вроде 10^35 ватт, что в миллиард раз превышает светимость Солнца!! разве это не странно?

Ответы (3)

Как вы сказали, мощность, производимая на кубический метр солнечного ядра, на удивление мала. Это связано с тем, что протон-протонный синтез — очень медленный процесс, как уже обсуждалось ранее . Ядро такое горячее, потому что теплопроводность через ядро ​​медленная. Средняя скорость, с которой фотон покидает ядро, составляет поразительно малую величину около 30 мю РС.

Однако чистая скорость фотонов настолько мала, потому что плотная плазма в ядре Солнца чрезвычайно эффективно рассеивает фотоны. Если бы вы волшебным образом поместили Землю в ядро ​​Солнца, то Земля начала бы получать энергию со скоростью, предсказываемой законом Стефана Больцмана. Я делаю это вокруг 10 21 Вт/м 2 поверхности Земли, поэтому Земля начала бы довольно быстро испаряться. Земля будет охлаждать плазму вокруг себя, и когда эта плазма остынет и рекомбинирует, она станет прозрачной для следующего слоя плазмы, и так далее. В первом приближении тепловой поток, поступающий на Землю, будет оставаться на уровне около 10 21 Вт/м 2 пока материал Земли не стал достаточно горячим, чтобы образовать плазму. В этот момент плазма начнет рассеивать фотоны, и тепловой поток начнет замедляться.

На самом деле вычислить скорость, с которой Земля испарится, было бы трудной задачей. Вы могли бы рассматривать это как нагрев сферы с известной теплопроводностью, но, как упоминалось выше, как только температура станет достаточно высокой, чтобы ионизировать материал с Земли, это сильно повлияет на поток тепла от плазмы вокруг нее.

Можно ли рассчитать любой порядок точности? Кроме того, не будет ли ионизированный материал с Земли работать так же, как плазма? Я имею в виду, что этот материал будет иметь достаточную температуру, чтобы стать плазмой, так чем же он отличается от плазмы от самого солнца? Другими словами, почему поток тепла замедляется, хотя разница температур такая же?
На этой странице теплота парообразования корки оценивается как 10 г Дж / м 3 Из Википедии мы находим, что теплота парообразования железа составляет около 11 г Дж / м 3 преобладает нагревание материала до кипения. С объемом земли 10 21 м 3 , нам нужно 10 40 J, чтобы испарить его. Это приходит очень быстро.
@RossMillikan, ты имеешь в виду 10 31 J, чтобы испарить его, не так ли?
@AbanobEbrahim: К сожалению, вы правы. я посчитал 9 дважды. Это 10 31 J Это происходит еще быстрее.

Представьте, что у вас есть джакузи, и вы нагреваете ее до приятной температуры. Потом отключается электричество. Метаболизм в джакузи теперь равен нулю. Теплее не станет.

Но если вы залезете в ванну, вы все равно согреетесь. Термическая масса воды не сильно охладится, когда вы войдете. Вы пользуетесь теплом, которое было произведено ранее.

Земля будет нагреваться существующей тепловой массой ядра.

По какой ставке? а за счет чего теплопередача?
Я интерпретировал ваш вопрос как вопрос о разнице между высокой температурой ядра и низким там метаболизмом. Мой ответ хотел указать, что низкий уровень мощности не имеет значения, потому что в нагреве преобладает существующая горячая масса. Ответ Джона Ренни уже дает количественные оценки теплопередачи.

Если бы вы «волшебным образом» поместили планету в ядро ​​Солнца, я почти уверен, что она не продержалась бы там долго. Как вы сказали, температура окружающей среды ядра Солнца составляет где-то около 15,7 миллионов К. Вы должны подумать о том, почему это так, прежде чем думать о плавлении планет. Плотность ядра примерно в 150 раз больше плотности воды. Когда вы сжимаете что-то так сильно, оно нагревается. (Подумайте о сжатии газа. Когда вы сжимаете газ, он нагревается.) И когда что-то подобное сжато и так горячо, происходит действительно мощная реакция синтеза. Итак, с одной стороны, размещение Земли внутри Солнца увеличило бымасса солнца, пренебрежительно увеличивая давление, немного увеличивая тепло. С другой стороны, введение чего-то с таким количеством тяжелых металлов может что-то сделать с реакцией синтеза на Солнце (я не знаю что, но может).

Правильный вопрос, который следует задать себе, касается удельной теплоемкости Земли и температуры ядра Солнца. (Также точка плавления Земли). Хотя при температуре 15,7 млн ​​К я не могу придумать ничего , что могло бы оставаться в твердой форме долго.

Просто подумайте о температуре кипения железа. (3134K) какое-то простое деление говорит нам, что солнце более чем в 5000 раз горячее, чем достаточно для того, чтобы вскипятить железо. Железо никогда не коснется солнца, пока не закипит.

Еще один, согласно Википедии, гранит плавится при 1533К. Большее деление говорит нам о том, что солнце может расплавить гранит более 10 000 раз.

Надеюсь, я смог хотя бы частично ответить на ваш вопрос.

Я считаю, что вопрос ОП в основном касается того, сколько времени потребуется, чтобы нагреть и испарить землю, а не произойдет ли это вообще. Мы знаем, что солнце горячее, но как быстро это тепло передастся нашей телепортированной планете?
@JonofAllTrades Я не могу сказать. Слишком много разных элементов, с разными значениями теплопроводности. Однако можно было бы, вероятно, сказать, что Земля испарится в течение недели или что-то в этом роде. Я не думаю, что с большой точностью ничего.
Как бы повела себя нормальная материя в условиях ядра Солнца?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v