Rozdíly mezi Sluncem a vodíkovou bombou

31. srpen 2009 | 06.00 |

ppstringDva a půl tisíce let po Anaxagorově modelu Slunce jako rudé kouli rozžhaveného železa o něco většího než Řecko se dnes už ví proč Slunce svítí. Slunce je gigantická vodíková bomba. Od zbraně vytvořené lidmi se však liší minimálně ve 2 podstatných ohledech.

Reakce, které probíhají ve slunečním nitru nejsou zdaleka tak explozivní, jak si je představujeme. Zdrojem sluneční energie je proton-protonový řetězec. Každému protonu v nitru Slunce trvá v průměru ohromujících  10 miliard let, než narazí na jiný proton a vytvoří s ním těžší izotop – deuterium. Technická příčina, že je reakce tak pomalá, se skrývá v existenci 2 různých jaderných sil: silné a slabé. Jen slabá interakce může přeměnit neutron v proton (a naopak), je tedy zodpovědná i za radioaktivní rozpad beta i za syntézu deuteria ve hvězdách. Ovšem slabá interakce je v porovnání se silnou velmi pomalá. Z toho důvodu se protony po čelním střetu zase rozdělí dlouho před tím, než je slabá interakce může přeměnit v deuterium. Další reakce v protonově-protonovém řetězci jsou v porovnání s tím rychlé. Ovšem právě ten neuvěřitelně pomalý první krok tohoto řetězce je tak důležitý pro celý proces generace slunečního tepla. Zajišťuje totiž postupnou spotřebu sluneční suroviny, takže ta vystačí na miliardy let. Kdyby se totiž mohly 2 protony sloučit a vytvořit izotop helia , stalo by se to velmi rychle, vodík by byl v celém vesmíru dávno přeměněn v He2 a ve hvězdách by nebylo co spalovat. Ale silná jaderná síla je ve skutečnosti jen o málo slabší než je potřeba k vazbě v He2. Naše existence tak závisí na mimořádně šťastné náhodě v jaderné fyzice.

Ve skutečnosti je reakce mezi 2 protony při syntéze jádra deuteria tak pomalá, že se v lidském těle generuje více tepla, než ve stejném objemu Slunce. Slunce je horké navzdory tak žalostně malé produkci tepla, protože je prostě veliké. Jako u všech velkých těles je poměr povrchu Slunce k jeho objemu malý. To znamená, že teplo, které může unikat jen povrchem, se ven většinou ani nedostane.

Druhým zásadním rozdílem mezi Sluncem a vodíkovou bombou je existence pojistného slunečního "ventilu", znemožňujícího neřízené jaderné reakce. Kdyby se z nějakého důvodu reakce v nitru zrychlily, energie navíc by způsobila mírné zvětšení Slunce. Taková expanze by vedla k snížení teploty, zpomalení jaderné syntézy a návrat k původní produkci tepla. Kdyby však syntéza uvnitř Slunce zpomalila, nedostatek energie by vedl ke zmenšení Slunce, zvýšení produkce tepla a opět k návratu k původním podmínkám.

Naštěstí je Slunce velmi dokonale přírodou ovládaná vodíková bomba a zdroj jejího tepla – proton-protonový řetězec -  asi nejméně účinný z možných jaderných reakcí.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.83 (6x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře