تبیان، دستیار زندگی

  بازگشت به صفحه اصلی دانشنامه

بحث آزاد راجع به خورشید.

راجع به خورشید چه می دانید؟

 بازگشت به صفحه اصلی دانشنامه

عجب مثال های جالبی زدی مهدوی جان، خیلی ملموس و باحال بود. در ذهن آدم قشنگ ماندگار می شود.
پس تا اینجا
اگر یک کیک را به 4 تکه تقسیم کنیم سه تکه اش هیدروژن و یک تکه اش هلیوم است و خورده کیک ها هم بقیه عناصر
و
در یک کتاب 751 صفحه ای، 750 صفحه در واقع خورشیدند و نتها یک صفحه بقیه منظومه شمسی
( به جان خودم اینها را از حفظ گفتم)
این بقیه عناصر در خورشید عدد اتمیشون تا چند میره؟
...
با توجه به این مثال کیک پس هنوز خیلی مونده تا تمام هیدروژن ها به هلیوم تبدیل بشن؟ درسته؟

این هم کیک 4 تکه ای

با محاق محافقمD:
یعنی موافقم.
مثالها توپ بودن. دست مریزاد "کلاه مکزیکی"

ممنون از کلاه مکزیکی بخاطر توضیحات

بقیییییییییییییییییییییییییییش

اگر خورشید را در حد یک پرتقال کوچک کنیم و ان را در تهران بگذاریم
فکر می کنید نزدیکترین ستاره به ما در چه فاصله ایاز تهران قرار می گیرد

با تشکر از مهدوی عزیز بابت جواب کاملشان

پرتقال مورد نظر در جایی ان ور تز انگلستان قرار می گیرد و جال این که بین پرتقال داخل تهران و پرتقال اون ور انگلیس هیچ چیز دیگری نیست!!

این همان منظومه پرتقالی معروف بابک امین تفرشی است

توان تابشی خورشید e26 3.86  e26 وات (3.86 ضرب در 10 به توان 26 وات)، یا به عبارت دیگر 386 میلیارد میلیارد مگاوات است. (جالب است بدانید كل ظرفیت شبكه برق كشور در حال حاضر 60000 مگاوات است). اگر چیزی بتواند یك ژول انرژی در یك ثانیه تولید كند، توان تولیدی متوسط آن 1 وات است.
انرژی خورشید از فرایند همجوشی (گداخت) هسته ای تولید می شود. اگر این فرایند را خیلی ساده بیان كنیم، چهار اتم هیدروژن با هم وارد همجوشی می شوند و یك اتم هلیوم تولید می شود. در این فرایند، جرم كاهش می یابد و در واقع به انرژی تبدیل می شود، بخش اعظمی از این انرژی به صورت تابش امواج نورانی (امواج الكترومغناطیس) است.
با فرض این كه توان  e26 3.86 e26 مربوط به كل طیف الكترومغناطیس تابشی خورشید باشد، با استفاده از رابطه معروف انیشتین یعنی E=MC² می توانیم مقدار جرم خالصی را كه در هر ثانیه در خورشید به انرژی تبدیل می شود، محاسبه كنیم.
این مقدار حدود 4 میلیون و سیصد هزار تن (4300000 تن) در ثانیه است. هر تن 1000 كیلوگرم است. (جالب است بدانید كل جرم خالصی كه در جنایت هیروشیما به انرژی تبدیل شد حدود 1 گرم بوده است.!)
اگر این مقدار را در سال حساب كنیم، می شود:  e14 1.36  e14 تن. یا به عبارتی 136 هزار میلیارد تن در سال.

شاید به نظرتان این مقدار كاهش جرم، خیلی زیاد باشد. اما می توان با یك محاسبه ساده نشان داد كه اینطور نیست.

جرم خورشید حدود  e30 2  e30 كیلوگرم یا به عبارتی 2 میلیارد میلیارد میلیارد تن ! است.
از عمر خورشید حدود 5 میلیارد سال می گذرد (البته این عدد به روش های غیر مستقیم بدست آمده است، مثلا از طریق بررسی قدیمی ترین سنگ های زمین یا قدیمی ترین شهاب سنگ هایی كه یافت شده اند. اگر فرض كنیم تمام اجزاء منظومه شمسی در یك زمان واحد شروع به شكل گیری كرده اند كه البته فرض خوبی است، عمر قدیمی ترین سنگها 4.5 میلیارد سال است بنابراین عمر خورشید باید حدود 5 میلیارد سال باشد.)
فرض كنید خورشید از ابتدا تاكنون با نرخ ثابتی كه در بالا بیان شد تابش كرده است، اكنون اگر مقدار جرمی كه خورشید از زمان پیدایش تاكنون از دست داده است را بدست آورده و به جرم خورشید تقسیم كنیم، یك مقیاس ذهنی خوب به دست می آید.
این نسبت حدود 21 هزارم درصد جرم كل خورشید می شود. یعنی از یك چهار هزارم جرم خورشید هم كمتر! همانطور كه می بینید كل جرمی كه خورشید در اثر تولید انرژی تابشی در  تمام طول 5 میلیارد سال گذشته از دست داده است در مقابل كل جرمش ناچیز است.

حتی می توانیم حساب كنیم كه چه مقدار هیدروژن، به چه مقدار هلیوم تبدیل می شود.

مقدار جرم اتمی هیدروژن 1.0078u و مقدار جرم اتمی هلیوم 4.0026u است. (مقدار u برابر 1.66 ضرب در 10 بتوان 27- كیلوگرم است)
فرض كنیم در ساده ترین حالت، در یك فرایند همجوشی، 4 هیدروژن به 1 هلیوم و مقداری از جرم نیز به انرژی تبدیل می شود. بیایید این مقدار را حساب كنیم.
مقدار جرم كاهش یافته در هر فرایند می شود: "چهار برابر جرم اتمی هیدروژن (چون چهار تا هیدروژن داریم)" منهای "جرم اتمی هلیوم". اگر حساب كنید، می شود 0.028u
قبلا دیدیم كه در یك سال، 136 هزار میلیارد تن از جرم خورشید كاسته می شود، حالا اگر این عدد را به كیلوگرم تبدیل كرده و بر مقدار جرم كاهش یافته در هر فرایند (0.028u) تقسیم كنیم. تعداد كل فرایند ها (و چون در هر فرایند یك هلیوم تولید می شود، بنابراین تعداد كل هلیوم هایی) كه در یك سال تولید می شود، بدست می آید. این تعداد، 3 ضرب در ده بتوان 45 اتم هلیوم در سال است!  (و مسلما 4 برابر این تعداد، هیدروژن نیز اصطلاحا می سوزد تا این مقدار هلیوم تولید شود.)
حالا اگر این تعداد را در جرم اتمی هلیوم ضرب كنیم، مقدار جرم هلیومی كه در طول یك سال تولید می شود به دست می آید، این مقدار    e15 19.4412  e15 تن. یا به عبارت دیگر حدود 19 و چهار دهم، میلیون میلیارد تن هلیوم در سال است.
اگر همین كار را در مورد هیدروژن نیز انجام دهیم مقدار آن e15 19.5801  e15 تن. یا به عبارت دیگر حدود 19 و نیم، میلیون میلیارد تن هیدروژن در سال می شود.

بنابراین در طول یك سال، در داخل هسته خورشید، حدود 19 و نیم، میلیون میلیارد تن هیدروژن اصطلاحا می سوزد و حدود 19 و چهار دهم، میلیون میلیارد تن هلیوم تولید می شود. تفاوت این دو مقدار حدود 136 هزار میلیارد تن در سال است كه به انرژی تابشی تبدیل می شود و همه منظومه شمسی، از جمله كره زمین از آن بهره مند می شوند.

یك نكته جالب این كه تمام مقدار هیدروژنی كه از 5 میلیارد سال پیش تاكنون در خورشید اصطلاحا سوخته است، می شود  e27 98  e27 كیلوگرم.
اگر این عدد را به جرم خورشید تقسیم كنید، عدد یك بیستم (0.05) بدست می آید. یعنی 5 درصد جرم كل خورشید.
این مقدار، نصف هیدروژن موجود در هسته خورشید است. (یعنی خورشید نصف هیدروژن موجود در داخل هسته اش را تاكنون سوزانده و نصف دیگرش هنوز موجود است) اصلا به همین خاطر هم هست كه می گویند خورشید اكنون در میانه عمر خود قرار دارد و 5 میلیارد سال دیگر هم عمر می كند.