Güneş saniyede 4,2 milyar kilogram yakıyor! Yol boşluğu genişliyor! Dünya gerçekten dolaşıyor mu?
Yanılmıyorsam, füzyon reaksiyonu kaçınılmaz olarak belirli bir kütle kaybederken enerji üretir. Bu dönüşüm, füzyon reaksiyonlarına giren gök cisimlerinin (güneş ölçeğindeki evrendeki yıldızlar) yerçekimini azaltması gerekmez mi? Zamanla, füzyon reaksiyonları nedeniyle kütlesi giderek küçülen güneş, gezegenlerin yörüngesine hafif bir etki yapacak mı? Mevcut gözlemlenebilir zamanda, mesafedeki bu değişikliğin tespit edilmesi genellikle zordur.
Evet, güneşin çekirdeğindeki nükleer füzyon süreci güneşin kütlesini enerjiye dönüştürdüğü için, güneşin kütlesi gerçekten azalıyor. (Ve bu enerji sonunda güneş yüzeyinden ışık şeklinde yayılır.) Ancak, bu değişim gezegenin yörüngesi üzerinde çok az etkiye sahip olduğundan, makul bir süre içinde ölçülemez.
Güneş enerjisi üretmek için dört hidrojen atomunu tek bir helyum atomuna dönüştüren ana füzyon reaksiyonunu gözlemlersek, bu değişimin etkisinin çok küçük olması gerektiğini bilebiliriz. Periyodik tablodan, bir helyum atomunun kütlesinin, dört hidrojen atomunun bir kombinasyonunun kütlesinden yaklaşık% 0,7 daha az olduğunu görebilirsiniz. Bu "eksik kütle" enerjiye dönüştürülen kısımdır. Bu nedenle, en mutlak durumlarda bile, güneş kütlesinin yalnızca% 0,7'si dönüştürülebilir ve bu, güneşin 10 milyar yıllık tam bir yaşam döngüsüne ulaşmasını gerektirir. Yani bu çok küçük bir etki olmalı. (Aslında, güneşin tüm kütlesi hidrojenden oluşmaz ve yalnızca güneşin çekirdeğinin kütlesi füzyon reaksiyonunu gerçekleştirmek için yeterli ısıya sahiptir, bu nedenle kütlenin yalnızca yaklaşık% 0,07'sinin dönüştürülmesini bekleyebiliriz.)
Güneşin kütleyi enerjiye dönüştürdüğü hızı doğrudan hesaplamak da kolaydır. Einsteinın ünlü formülüyle başlayalım:
E = M c2
E üretilen enerji olduğunda, M kütledir ve c ışık hızıdır (3x108 m / s). Bu formülü basitçe genişlettikten sonra, enerji üretimi için oran formülü şu şekilde elde edilebilir:
(E'nin üretildiği hız) = (Kayıp kalitesi M) X C2
Güneşin enerji üretme hızı, yüzeyden enerji yayma hızına (parlaklığı) eşittir ve yaklaşık 3,8x1026 watt'tır - bu sayı, güneşin dünyadan ölçülen parlaklığı ve onunla aramızdaki mesafe ile ölçülebilir. Dışarı. Onu yukarıdaki formüle koyduktan sonra, güneşin saniyede yaklaşık 4,2 milyar kilogram kaybettiğini bilebiliriz!
Bu çok görünüyor, ancak güneşin toplam kütlesiyle (2x1030 kg) kıyaslandığında fazla değil. Örneğin, bu kütle kaybının 100 yıl içindeki etkisini ölçmek istersek, bu durumda, güneşin toplam kütlesi için hala çok önemli olan füzyon reaksiyonu nedeniyle güneş 1.3x1019 kg kaybedecektir. Küçük kısım (6,6x10-12 veya trilyonda yaklaşık 6,6 parça!).
Peki bu, gezegenin yörüngesini nasıl etkiler? Sezgisel olarak konuşursak, güneşin etrafında belirli bir hızda dönen bir gezegen hayal edersek, güneş kütlesini kaybettiğinde seyahat karşıtı zayıflayacak, o zaman yörüngesini korumak zor olacaktır. Bu nedenle, gezegenin yörünge hızı onu güneşten daha uzak hale getirecek ve güneş ile gezegen arasındaki yörünge aralığı artacaktır.
Bu durumda formül, yörünge mesafesinin 1 bölü güneş kütlesine orantılı olmasıdır; bu, güneş-gezegen sisteminin güneş kütlesi kaybolduğunda açısal momentumunu korumak zorunda olduğu gerçeğinden türetilebilir. Aynı zamanda, gezegenin yörünge periyodu, 1 bölü güneş kütlesinin karesine orantılıdır.
Güneş kütlesindeki küçük bir yüzde değişim için (şimdi ele aldığımız gibi), yukarıdaki formüllerin tümü basit ve basit bir yaklaşımla basitleştirilebilir: Güneş kütlesindeki her yüzde azalma için, gezegenlerin yörünge mesafesi aynı yüzde oranında artacaktır ve gezegen Yörünge periyodu yüzde iki artacak.
Yukarıda da bahsedildiği gibi güneşin kütlesi 100 yıl içinde 6,6 trilyonun bir kısmı azalacak. O zaman gezegenin yörünge mesafesi 6.6 trilyonun bir kısmı artacak ve yörünge periyodu 13.2 trilyonun bir kısmı artacak. Ve eğer bu gezegen dünya ise (güneşe olan yörünge mesafesi yaklaşık 150.000.000 kilometre ve yörünge periyodu 1 yıl ise), dünya ile güneş arasındaki mesafe yaklaşık 1 metre artacak ve yörünge süresi yaklaşık 0.4 milisaniye artacaktır! Ve bu değerler bizim tarafımızdan tespit edilmek için yeterli değildir.
Dünyanın ve güneşin yörüngesinde beliren bariz ölçülebilir mesafeyi görmek için ne kadar beklemek zorunda kalacağımızdan emin değilim.Bunu aşan ve uzun süre bile bulmayı zor veya imkansız hale getiren başka etkiler olabilir. Örneğin, diğer gezegenlerin etkisiyle dünyanın yörüngesi değişecek ve diğer faktörlerin (örneğin güneş rüzgarı gibi) etkisiyle güneşin kütlesi de değişecektir, ancak uzun vadede bu etkiler füzyon nedeniyle güneşin kütle kaybından daha az olabilir. Darbe.
Genel olarak, daha güvenli sonucun şu olduğunu düşünüyorum:
1) İnsan varoluşuna benzer şeyler için, gezegensel yörünge (değişim) önemli bir etkiye sahip olmayacak,
2) Güneşin yaşam döngüsüne bakıldığında, bu süre zarfında güneş kütlesinin yaklaşık% 0,07'sini kaybedeceğinden, dünyanın yörünge periyodunun yaklaşık yarım gün değişeceğidir.
