Wie würde sich normale Materie unter Bedingungen im Kern der Sonne verhalten?

Wenn man bedenkt, wie gering die Leistungsdichte im Kern der Sonne ist, kann ich anscheinend nicht erwarten, was passieren würde, wenn es in den Kern der Sonne geworfen würde. Nehmen wir zum Beispiel an, ein erdähnlicher Planet befindet sich im Zentrum des Sonnenkerns und hat eine Leistungsdichte von 276,5 w A T T S / M 3 das ist sehr niedrig, um die Temperatur der Erde sogar um einen merklichen Grad zu erhöhen. Das war ein Gedanke. Der andere Gedanke war, dass die Temperatur im Kern bereits 15 Millionen Grad K beträgt, also sollte jede Materie dort schnell genug nahe an diese Temperatur herankommen.

Jetzt bin ich sehr verwirrt, wie wird der Planet Tausende oder sogar Millionen von Jahren dort intakt bleiben, bis er genug Energie angesammelt hat, um zu schmelzen oder zu verdampfen? Oder gibt es andere Arten der Energieabsorption, die der Planet erfahren würde und die daher eine kürzere Zeit haben würden, als ein Stück im Kern zu bleiben?

Nur um zu versuchen, eine praktische und numerische Antwort auf diese Frage zu bekommen, lassen Sie es so sein: Wie lange kann die Erde als Ganzes im Kern der Sonne überleben?

Was passiert, wenn Sie einen Eiswürfel nehmen und ihn in eine Tasse Wasser stecken? Schmilzt es auf einmal oder schmilzt es Schicht für Schicht?
Ich denke, was ich meine, ist ein bisschen anders. Ich verstehe, wie ein Eiswürfel schmilzt, aber in Anbetracht der bizarren Umgebung im Kern der Sonne (sehr hohe Temperatur mit sehr geringer Energiedichte) kann ich mir nicht vorstellen, wie dies einem Planeten dort passieren würde.
Warum sollte es anders sein? Wärmeübertragung findet immer noch aufgrund von Temperaturunterschieden statt, richtig? Mir scheint, dass die "geringe Energiedichte" irrelevant ist.
Unter Verwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes mit e = 1, Erdfläche und Umgebungstemperatur des Sonnenkerns ergibt sich eine Energieabgabe an die Erde von 10 ^ 36 Watt oder etwa 4 Größenordnungen mehr als die erforderliche Energie um die Masse der Erde zu verdampfen. Selbst wenn man annimmt, dass die Erde auf ihrem Weg zum Kern auf 14 Millionen Grad erhitzt wird, ergibt sich immer noch etwas in Höhe von 10^35 Watt, was eine Milliarde mal die Leuchtkraft der Sonne ist!! ist das nicht seltsam?

Antworten (3)

Wie Sie sagen, ist die pro Kubikmeter des Sonnenkerns erzeugte Energie überraschend gering. Dies liegt daran, dass die Proton-Proton-Fusion ein sehr langsamer Prozess ist, wie hierin zuvor diskutiert wurde . Der Kern ist so heiß, weil die Wärmeleitung durch den Kern langsam ist. Die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der ein Photon aus dem Kern entweicht, liegt bei dem erstaunlich niedrigen Wert von etwa 30 μ MS.

Die Nettogeschwindigkeit der Photonen ist jedoch so langsam, weil das dichte Plasma im Kern der Sonne Photonen extrem effizient streut. Wenn Sie die Erde in den Kern der Sonne zaubern würden, würde die Erde anfangen, Energie mit der vom Stefan-Boltzmann-Gesetz vorhergesagten Rate zu empfangen. Ich mache das herum 10 21 W/m 2 der Erdoberfläche, so dass die Erde ziemlich schnell anfangen würde zu sieden. Die Erde würde das Plasma um sie herum abkühlen, und wenn dieses Plasma abkühlte und sich wieder zusammensetzte, würde es für die nächste Plasmaschicht transparent werden, und so weiter. In erster Näherung würde der in die Erde eintretende Wärmestrom bei etwa bleiben 10 21 W/m 2 bis das Material der Erde heiß genug wurde, um selbst ein Plasma zu bilden. An diesem Punkt würde das Plasma anfangen, Photonen zu streuen, und der Wärmefluss würde beginnen, sich zu verlangsamen.

Die tatsächliche Berechnung der Geschwindigkeit, mit der die Erde verdampfen würde, wäre eine schwierige Aufgabe. Sie könnten es als Erwärmung einer Kugel mit bekannter Wärmeleitfähigkeit behandeln, aber wie oben erwähnt, würde dies, sobald die Temperatur hoch genug wird, um das Material von der Erde zu ionisieren, den Wärmefluss aus dem Plasma um sie herum stark beeinflussen.

Kann jede Größenordnung genau berechnet werden? Wird das ionisierte Material von der Erde nicht genauso funktionieren wie das Plasma? Ich meine, dieses Material wird genug Temperatur haben, um Plasma zu werden, also was unterscheidet es vom Plasma der Sonne selbst? Mit anderen Worten, warum sollte sich der Wärmefluss verlangsamen, obwohl der Temperaturunterschied gleich ist?
Diese Seite schätzt die Verdampfungswärme der Kruste als 10 G J / M 3 Aus Wikipedia finden wir etwa die Verdampfungswärme von Eisen 11 G J / M 3 dominiert durch Erhitzen des Materials bis zum Sieden. Mit dem Volumen der Erde 10 21 M 3 , wir brauchen 10 40 J, um es zu verdampfen. Das kommt sehr schnell.
@RossMillikan meinst du 10 31 J, um es zu verdampfen, nicht wahr?
@AbanobEbrahim: Hoppla, du hast Recht. Ich habe die gezählt 9 zweimal. Es ist 10 31 J Das kommt noch schneller.

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Whirlpool und heizen ihn auf eine angenehme wohlige Temperatur auf. Dann fällt der Strom aus. Der Stoffwechsel der Whirlpool-Umgebung ist jetzt gleich Null. Es wird nicht wärmer.

Aber wenn Sie in die Wanne steigen, werden Sie immer noch warm. Die thermische Masse des Wassers wird durch Ihren Eintritt nicht stark gekühlt. Sie nutzen die zuvor erzeugte Wärme.

Die Erde würde durch die vorhandene thermische Masse des Kerns erwärmt.

Zu welcher Rate? und durch welche mittel der wärmeübertragung?
Ich hatte Ihre Frage so interpretiert, dass Sie mehr nach dem Unterschied zwischen der hohen Temperatur des Kerns und dem dortigen niedrigen Stoffwechsel fragten. Meine Antwort sollte darauf hinweisen, dass die niedrige Leistungsrate keine Rolle spielt, da die Erwärmung von der vorhandenen heißen Masse dominiert wird. Die Antwort von John Rennie gibt bereits quantitative Schätzungen über die Wärmeübertragung.

Wenn Sie einen Planeten "magisch" in den Kern der Sonne platzieren würden, bin ich mir ziemlich sicher, dass er dort nicht lange bleiben würde. Die Umgebungstemperatur des Sonnenkerns liegt, wie Sie sagten, bei etwa 15,7 Millionen K. Sie sollten darüber nachdenken, warum es so ist, bevor Sie an das Schmelzen von Planeten denken. Die Dichte des Kerns ist ungefähr 150-mal dichter als Wasser. Wenn Sie etwas so stark zusammendrücken, wird es heiß. (Denken Sie an das Komprimieren eines Gases. Wenn Sie ein Gas komprimieren, wird es heiß.) Und wenn so etwas so komprimiert und so heiß ist , tritt eine wirklich große Fusionsreaktion auf. Einerseits würde das Platzieren einer Erde in der Sonne zunehmendie Masse der Sonne, die den Druck vernachlässigbar erhöht, die Hitze ein wenig erhöht. Andererseits könnte die Einführung von etwas mit so vielen Schwermetallen etwas gegen die Fusionsreaktion der Sonne tun (ich weiß nicht was, aber es könnte sein.)

Die angemessene Frage, die Sie sich stellen sollten, würde die spezifische Wärmekapazität der Erde und die umgebende Kerntemperatur der Sonne beinhalten. (Auch der Schmelzpunkt der Erde). Bei 15,7 Millionen K fällt mir jedoch nichts ein , was lange in einer festen Form bleiben könnte.

Denken Sie nur an den Siedepunkt von Eisen. (3134K) eine einfache Division sagt uns, dass die Sonne über 5000 Mal heiß genug ist, um Eisen zu kochen. Das Bügeleisen würde niemals die Sonne berühren , bevor es kochte.

Ein anderer, laut Wikipedia, schmilzt Granit bei 1533K. Mehr Division sagt uns, dass die Sonne Granit mehr als 10.000 Mal schmelzen könnte.

Ich hoffe, ich konnte Ihre Frage zumindest teilweise beantworten.

Ich glaube, die Frage des OP bezieht sich hauptsächlich darauf, wie lange es dauern würde, die Erde zu erhitzen und zu verdampfen, und nicht, ob dies überhaupt passieren würde. Wir wissen, dass die Sonne heiß ist – aber wie schnell würde diese Wärme auf unseren teleportierten Planeten übertragen?
@JonofAllTrades kann ich nicht sagen. Es gibt zu viele verschiedene Elemente mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeitswerten. Man könnte aber wohl sagen, dass die Erde innerhalb einer Woche verdampft wäre oder so ähnlich. Nichts mit viel Genauigkeit, denke ich aber.
Wie würde sich normale Materie unter Bedingungen im Kern der Sonne verhalten?
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