So können Sie ein Stück Papier mit Lupe und Sonnenlicht verbrennen.
Das Licht der Sterne ähnelt dem der Sonne, nur viel, viel schwächer.
Ist es theoretisch möglich, ein dünn geschnittenes Stück Fleisch mit leistungsstarken Vergrößerungsinstrumenten wie einer gigantischen Sammellinse oder Schüssel oder einer Kombination davon zu kochen, um Licht (und damit Energie) von Sternen zu bündeln?
Dies muss nicht auf der Erde sein, sondern könnte beispielsweise auch im Weltraum erfolgen, damit es weniger Störungen durch äußere Faktoren wie Wolken usw. gibt.
Wenn dies nicht möglich ist, was ist der begrenzende Faktor?
Rein theoretisch könnte man das.
Sie brauchen das Licht nicht wirklich von einer bestimmten Wellenlänge, um Wärme zu erzeugen. Sie brauchen meist nur eine ausreichend hohe Konzentration an Photonen.
Das Problem ist, dass die Anzahl der Photonen, die von einem Stern auf die Erde fallen, um ein Vielfaches geringer ist als die von der Sonne, sodass Sie die Energie aus einem riesigen Gebiet konzentrieren müssten, um die gleiche Intensität zu erhalten.
Wenn wir für den Moment die Filterung durch die Erdatmosphäre (und dergleichen) außer Acht lassen, empfangen wir etwa 10 21 Photonen pro Quadratmeter pro Sekunde von der Sonne. Der hellste Stern (außer der Sonne) ist Sirius. Wir empfangen etwa 10 9 Photonen pro Quadratmeter pro Sekunde von Sirius, also müssten wir um einen Faktor von etwa 10 12 vergrößern , nur um der Intensität zu entsprechen, die wir von der Sonne ohne Vergrößerung erreichen 1 .
Wenn Sie ein bisschen schnell rechnen, ergibt sich eine einzelne runde Lupe mit einem Durchmesser von etwa 10 Kilometern oder einer gleichen Fläche in anderen Formen.
Stellen Sie sich dann vor, dass das Kochen von Fleisch mit Sonnenlicht mindestens eine Art Lupe erfordert, also können wir das wahrscheinlich mit einem Faktor von mindestens 3 multiplizieren, und wahrscheinlich eher mit 7-10 oder so.
Natürlich ignoriere ich vorerst so kleine Details, wie man ein System auch nur annähernd dieser Größe entwirft (ganz zu schweigen davon, wie man es baut). Es wären entschieden nicht triviale Herausforderungen damit verbunden. Zum Beispiel haben die größten Spiegel, die wir bisher gebaut haben, einen Durchmesser von etwa 10 Metern (oder nicht runde Spiegel mit ungefähr gleicher Fläche). Diese sind bereits in Abschnitten gebaut, wobei ein Computer die Bewegung der einzelnen Teile steuert, um die Illusion eines einzelnen Spiegels aufrechtzuerhalten, der als Einheit fungiert. Der Versuch, das auf mehrere Kilometer zu multiplizieren – nun, ich glaube, noch hat niemand darüber nachgedacht, was dazu nötig wäre.
1. Nebenbemerkung: Diese beiden Zahlen beziehen sich wirklich auf die Anzahl der Photonen, die auf die Oberseite der Atmosphäre treffen, nicht auf das, was wir auf der Erde sehen, nachdem sie von der Atmosphäre gefiltert wurden. Wir kümmern uns jedoch nicht wirklich darum - die Absicht ist nur, zumindest eine Vorstellung davon zu bekommen, was es braucht, um Sternenlicht so zu konzentrieren, dass es ungefähr dem Sonnenlicht entspricht.
Tatsächlich enthält schwächeres Licht keine Photonen mit weniger Energie, es enthält weniger Photonen. Das bedeutet, dass die Erwärmung und der ionisierende Effekt (auch bekannt als Brennen) gleich sind, nur langsamer. Sie könnten Ihr Fleisch also einfach sehr lange im Weltraum lassen und es würde schließlich verbrannt werden. Oder wenn Sie nicht sehr hungrig sind, können Sie ein wirklich sehr winziges "Stück Fleisch" haben, wie ein einzelnes Atom, es könnte nicht so lange dauern.
Die Ionisierung durch kosmische Strahlung ist ein echtes Problem/Effekt sowohl im Weltraum als auch auf der Erdoberfläche, insbesondere für die Halbleiterelektronik, in der sie Datenverfälschung, einen Bit-Flip, verursachen kann. Satelliten müssen mit Maßnahmen zum Schutz gegen solche Korruption gebaut werden, entweder durch Abschirmung oder Erkennung.
Damals in den Tagen von Kepler war die Theorie, dass, wenn die Summe des kombinierten Lichts von allen mit bloßem Auge sichtbaren Sternen, ungefähr 5-10.000 max, gleich oder größer als das von der Sonne empfangene wäre. Dann würden wir im permanenten Tageslicht leben. Diese Theorie gilt noch heute!
Es wäre möglich, etwas Fleisch im Sonnenlicht zu kochen. Wenn Sie in einer Wüste leben, stellen Sie einfach eine schwarze Pfanne in die Sonne und warten Sie ein paar Stunden. Dies würde genug Energie von der Sonne speichern, um ein Ei zu braten, wenn auch langsam, da Sie jedoch etwa 160 ° C benötigen, um mit dem Braten zu beginnen 55°C reichen in etwa für ein rares Steak. Jetzt versuchen Sie dasselbe bei Vollmond, es wird nicht funktionieren, warum? Weil der Mond nur die kürzeren Wellenlängen des Lichts reflektiert und nicht die Infrarotwellen, die er absorbiert, und es ist die Infrarotenergie, die Sie zum Kochen benötigen. Bis uns das Sternenlicht tatsächlich erreicht, ist die gesamte Infrarotstrahlung von interstellarem Staub oder Wasserstoffmolekülen absorbiert worden.
Daher wäre die Antwort auf Ihre Frage ein klares NEIN! Egal wie viele oder wie groß Ihre optischen Linsen waren!
Ein weiterer Punkt ist, dass, wenn die Infrarotstrahlung von Sternen uns tatsächlich auf der Erde erreichen würde, es viele Amateur- und Berufsastronomen mit verbrannten Netzhäuten geben würde.
Milo
Digvijay Yadav
Milo