Слънце от банани

Наскоро областната управителка на Перник Ирена Соколова сподели с ученици от Турнира на младите физици колко "изненадваща" може да е науката: "Слънцето би могло да е топло и да свети, дори да не е изградено освен от въглерод, навсякъде около ядрото да е заобиколено от банани, а налягането на тези банани ще даде силата на топлината".

Бурни ръкопляскания.

Деца, не вярвайте на областните управители!

Защо свети Слънцето?

Слънцето генерира около 400 милиарда милиарди мегавата мощност и го прави пет милиарда години. Какъв енергиен източник е способен на този вид енергия? Е, не е въглеродът или бананите.

Слънцето или която и да е звезда „свети“ или „топли“ поради процес на термоядрен синтез, при който по-лекиият елемент водород се превръща в по-тежкия елемент хелий. Когато това се случи, се създава огромно количество енергия. 

Това не е химическа реакция, подобна на огъня на Земята, свързващ кислорода.

Тъй като Слънцето е толкова масивно, то има голяма гравитация и затова ядрото му е под огромни нива на налягане (не от банани) и топлина. Това налягане и топлина са толкова високи в ядрото на Слънцето (около 15 милиона градуса по Целзий), че протоните на водородните атоми, които до голяма степен съставляват Слънцето, се сблъскват един с друг с достатъчна скорост, че се „сливат“, за да създадат хелиеви ядра. Четири водородни ядра се сливат, за да произведат едно ядро на хелий, въпреки че всъщност процесът е по-сложен от три етапа (от водород до деутерий, от деутерий до хелий-3 и от хелий-3 до хелий).

Нетната маса на получените хелиеви ядра всъщност е малко по-малка от сумата на масата на съставляващите го водородни атоми, но това малко количество загубена маса се преобразува в огромно количество енергия по известната формула E = mc ² . За да си изградите представа за мащаба на този процес, всяка секунда, всеки ден, Слънцето преобразува около 700 милиона тона водород в около 695 милиона тона хелий. Липсващите 5 милиона тона се превръщат в енергия, еквивалентна на детонация на около 100 милиарда едномегатонни бомби. Представете си го в банани.

^{Нашето Слънце. ESA/Royal Observatory of Belgium.}

Водородът е най-често срещаният елемент в Слънцето (и във вселената като цяло) и хелий е вторият най-често срещан. Една звезда ще прекара по-голямата част от живота си в т.нар. фаза "главна последователност", свързвайки водород в хелий, но при по-големите горещи звезди хелият, който се натрупва в ядрото, става все по-сгъстен и горещ, докато атомите на хелия започнат да се сливат, образувайки кислород и въглерод. Тоест, има и такива звезди, но нашата не е такава.

Какво общо имат тук бананите

Вероятно г-жа Соколова е дочула, че бананите също са радиоактивни. Този факт е толкова популярен, че съществува даже термин "бананов еквивалент", с който се измерва радиоактивността на други вещества. В бананите се съдържа калий-40.

Бананите произвеждат малки количества радиация, но все пак откриваема - достатъчно, за да се задейства гайгеров брояч.  Преди да започнете да опаковате бананите в оловен ковчег обаче, трябва да сте наясно, че трябва да се ядат около 480 банана, за да станат опасни за здравето и няма човешки стомах, който да побере такова количество.

Растенията естествено съдържат радиоактивен въглерод-14 (¹⁴C), но в бананите, които съдържат 15 грама въглерод, това ще даде само около 3 до 5 бета лъча в секунда. Тъй като типичният банан съдържа около половин грам калий, той ще има радиоактивност от около 15 бекерела, което е пренебрежимо малко.

Бананите определено не "светят", а и колко банана са нужни да заместят Слънцето?

Още по темата

17/01/2019

Космос

На критично или конспиративно мислене обучават децата ни?