Ist es möglich, die Temperatur der Sonne durch die Strahlung der Sonne selbst zu erhöhen?

Wenn es möglich wäre, die Energie zurück an die Sonne zu reflektieren, ja, der Ort, an dem die Energie auftrifft, wird heißer. Wenn Sie die Sonne von der Strahlungsenergie isolieren könnten, würde die Sonne sogar noch heißer werden.

LDC3 und Kitchi haben Ihre Hauptfrage angesprochen, aber ich möchte Ihren zweiten Absatz kommentieren.

Ist das nicht so, als würde eine Maschine laufen, ich hole Arbeit daraus und liefere der Maschine etwas zurück, um sie zu „beschleunigen“? Ich bin kein Experte in Physik, denke aber intuitiv, dass dies möglicherweise nicht möglich ist.

Eigentlich machen wir das ständig! Stromgeneratoren in Kraftwerken müssen zum Beispiel etwas Strom verbrauchen , um zu arbeiten (dies wird als Erregung bezeichnet ). Um sie zu starten, wird externe Energie benötigt, aber sobald sie laufen, speisen wir nur einen Teil der Ausgangsleistung auf sich selbst zurück.

Es verstößt gegen kein Prinzip. Ausgangsleistung nicht mit erzeugter Leistung verwechseln . Wenn es zum Beispiel Feedback gibt, lassen wir ersteres einfach kleiner als letzteres, wie:

Der Weg zur Antwort ist etwas anti-intuitiv. Indem Sie einen Teil der Sonnenenergie an einem Punkt zurück zur Sonne reflektieren, reduzieren Sie effektiv den Energiefluss, der aus der Photosphäre austreten und entweichen kann.

Die globale Wirkung davon auf die Sonne muss ähnlich der des Blockierens des Flusses in der Photosphäre sein – mit anderen Worten ähnlich der Wirkung von Sonnenflecken. Die lokale Auswirkung auf die Temperaturstruktur wird natürlich völlig anders sein, da Sonnenflecken Orte sind, an denen die photosphärische Temperatur viel (1000 K) kühler ist als die unbefleckte Photosphäre. Hier würden Sie einen Hotspot erzeugen, dennoch wäre der Fluss, der aus der Oberfläche austritt und ins Unendliche entweicht, geringer als bei einem Stern mit demselben Radius und derselben effektiven Temperatur ohne Spiegel.

Die lokalen Effekte wären wirklich ziemlich lokal. Die konvektive Energieübertragung ist direkt unterhalb der Photosphäre sehr effektiv, sodass die überschüssige Energie auf einer lokalen konvektiven Umsatzzeitskala (fünf Minuten) umverteilt wird.

Die globalen Auswirkungen können ähnlich wie die Auswirkungen von Sonnenflecken behandelt werden. Das kanonische Papier dazu stammt von Spruit & Weiss (1986) . Sie zeigen, dass die Wirkungen kurzfristigen und dann langfristigen Charakter haben. Der Teilungspunkt ist die thermische Zeitskala der konvektiven Hülle, die von Ordnung ist$10^{5}$Jahre für die Sonne.

Auf kurzen Zeitskalen ist die nukleare Leuchtkraft der Sonne unverändert, es wird einen additiven Effekt durch den Hot Spot auf der Oberfläche geben, aber die Sternstruktur bleibt dieselbe wie die Oberflächentemperatur. Da etwa die Hälfte des Flusses vom Hotspot in die Sonne und nur die Hälfte in den Weltraum geht, wird die Netto-Leuchtkraft im Unendlichen (nach Abzug der durch den Spiegel blockierten) geringer sein, während der Fluss am Spiegel zunehmen wird.

Auf längeren Zeitskalen wird die Leuchtkraft dazu neigen, gleich zu bleiben, da der nukleare brennende Kern von dem, was in der dünnen konvektiven Hülle vor sich geht, nicht beeinflusst wird. Allerdings kann ungefähr die Hälfte des vom Spiegel reflektierten Flusses nicht aus dem Stern entweichen. Um die gleiche Leuchtkraft zu verlieren, stellt sich heraus, dass der Radius zunimmt und der vom reflektierten Strahl nicht betroffene photsphärische Bereich (der "unspotted region") etwas heißer wird. In diesem Fall erhöht sich der Quadrat des Radius multipliziert mit der photosphärischen Temperatur, um sicherzustellen, dass die hinter dem Spiegel beobachtete Leuchtkraft gleich bleibt – dh um$R^2T^4(1 - \beta) = R_{\odot}^2 T_{\odot}^4$, wo$\beta$ist der Anteil der Sonnenhelligkeit, der vom Spiegel abgefangen wird.

Die Berechnungen von Spruit et al. (1986) weisen darauf hin, dass z$\beta=0.1$Die Oberflächentemperatur steigt nur um 1,4 %, während der Radius um 2 % zunimmt. Daher$R^2 T^4$um den Faktor 1,09 erhöht. Das ist nicht ganz$(1-\beta)^{-1}$weil die Leuchtkraft etwas abfällt.

Also ja, wenn Sie den Spiegel länger als dort lassen$10^5$Jahren werden Sie die Temperatur der Sonne erhöhen, aber vielleicht nicht so stark, wie Sie gedacht hätten.

Weiter bearbeiten:

Die obige Diskussion gilt für die Sonne, da sie eine sehr dünne Konvektionszone hat und die Bedingungen im Kern nicht sehr von den Bedingungen an der Oberfläche beeinflusst werden. Wenn die Konvektionszone dicker wird (zum Beispiel in einem Hauptreihenstern mit geringerer Masse), ist die Reaktion anders. Die Radiuszunahme wird ausgeprägter; Um das hydrostatische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, sinkt die Kerntemperatur und damit auch die Kernenergieerzeugung. Die Leuchtkraft des Sterns nimmt ab und die Oberflächentemperatur bleibt ungefähr gleich.

Aus diesem Grund habe ich hier andere Antworten kommentiert, denn obwohl sie richtig angeben, dass die Sonne heißer wird, ist es nicht offensichtlich, dass dies so sein sollte und für einen Stern mit geringerer Masse auch nicht so sein sollte.

Es wird keine Verletzung der Thermodynamik geben, weil Sie keine Energie aus dem Nichts erzeugen. Die Gesamtenergie des Systems bleibt erhalten, sie wird lediglich in das System zurückgespeist.

Folgendes wird wahrscheinlich passieren - Der konkave Spiegel wird nicht perfekt reflektieren, also wird er so etwas wie reflektieren$99\%$der einfallenden Energie. Diese Energie (obwohl sehr groß) reicht nicht aus, um die Fusion in der Sonne zu zünden.

Der Punkt, an dem der Strahl fokussiert wird, liegt zwischen der Korona (wo das Gas sehr spärlich ist) und dem Kern (wo das Gas dicht ist) und erwärmt Partikel in dieser Nähe auf etwas mehr als ihre lokale Umgebungstemperatur.

Die kleine Gastasche, die durch den Spiegel erhitzt wird, ist etwas heißer und daher etwas weniger dicht als die Umgebung, und dies löst eine Konvektionsschleife aus. Die Sonne hat bereits eine Konvektionszone, daher wird das Aufstellen eines Spiegels nicht wirklich viel bewirken.

Ja. Anstatt zuzulassen, dass die Energie in den Weltraum strahlt, dämmst du sie ein und sendest sie zurück zur Quelle. Denken Sie an Feuer in einem Raum vs. Feuer draußen: Draußen geht die Wärme an die Umgebung verloren, aber in einem Raum bleibt sie und erwärmt den Raum auf eine viel höhere Temperatur als das Feuer draußen die Umgebungsluft erwärmt.