Астрофизика

Balancer> Человек выделяет почти в 9000 раз больше. Круто. Не знал

Это элементарно. Во-первых, у Солнца тепло вырабатывается лишь ядром, это около 10 % массы; остальное вещество лишь проводит энергию, но не вырабаывает её. Во-вторых, термоядерные реакции внутри Солнца возможны лишь благодаря туннельному эффекту, потому что протоны не могут сблизиться "классическим" путём на расстояние реакции из-за очень высокого кулоновского барьера (для теплового сближения протонов на расстояние порядка их диаметра, когда возникает термоядерная реакция, требуются температуры порядка миллиардов кельвинов, а в ядре Солнца температура лишь около 14 млн). Соответственно вероятность туннелирования очень мала, характерное время образования ядра гелия (точнее, первого звена протон-протонного цикла) - порядка миллиарда лет. Собственно, именно поэтому водород Солнца преобразуется в гелий за миллиарды лет, а не выгорает со взрывом.

7-40> Во-вторых, термоядерные реакции внутри Солнца возможны лишь благодаря туннельному эффекту, потому что протоны не могут сблизиться "классическим" путём на расстояние реакции из-за очень высокого кулоновского барьера ...Собственно, именно поэтому водород Солнца преобразуется в гелий за миллиарды лет, а не выгорает со взрывом.
Нет, СОВСЕМ не поэтому. И астроному/физику должно быть реально очень стыдно за такое.

Потому что главный фактор - то, что все реакции в ядре начинаются с что p+p->d (+позитрон,+нейтрино), а это - "слабая реакция" (в смысле, требует перехода протона в нейтрон и, соответственно, участия W-бозона).
Если бы ядро Солнца состояло бы из дейтерия, оно бы (несмотря на недостаточную температуру) таки сгорело бы. Со взрывом, как полагается.
Потому что d+d->He4 никаких извратов не требует, чисто ядерная реакция, сплошные мезоны и всё кошерно.

Вот, скажем, в термоядерной бомбе - дейтерий.
Можно сравнить.
Заряд у дейтронов тот же, что и у протонов, пик у дейтерия тоже где-то за 100кэВ, температуры в бомбе до миллиарда сильно не дотягивают... ан-таки там водород горит бурно, со спецэффектами.
И скорость энерговыделения в момент горения Кузькиной Матери (сколько-то там микросекунд) значительно больше, чем в среднем по человеку. Человек с таким удельным энерговыделением, скорее всего, немного бы перегрелся. Предполагаю, что перегрев стал бы неприятным уже в первые сотни пикосекунд.

7-40>> Во-вторых, термоядерные реакции внутри Солнца возможны лишь благодаря туннельному эффекту, потому что протоны не могут сблизиться "классическим" путём на расстояние реакции из-за очень высокого кулоновского барьера ...Собственно, именно поэтому водород Солнца преобразуется в гелий за миллиарды лет, а не выгорает со взрывом.
Татарин> Нет, СОВСЕМ не поэтому. И астроному/физику должно быть реально очень стыдно за такое.
Татарин> Потому что главный фактор - то, что все реакции в ядре начинаются с что p+p->d (+позитрон,+нейтрино), а это - "слабая реакция" (в смысле, требует перехода протона в нейтрон и, соответственно, участия W-бозона).
Татарин> Если бы ядро Солнца состояло бы из дейтерия, оно бы (несмотря на недостаточную температуру) таки сгорело бы. Со взрывом, как полагается.

Я не очень понял, что именно "не поэтому". Какое утверждение опровергается? Что термоядерные реакции внутри Солнца возможны только благодаря туннельному эффекту из-за кулоновского барьера? Или что характерное время реакции в первом звене протон-протонного цикла составляет миллиарды лет? Я действительно неудачно сформулировал предложение "Соответственно вероятность туннелирования очень мала, характерное время образования ядра гелия (точнее, первого звена протон-протонного цикла) - порядка миллиарда лет", шкала времени тут действительно определяется не только кулоновским барьером (но и им в том числе). Но с другой стороны, я сделал ещё бОльшую натяжку для "Солнце взорвалось бы". Оно не взорвалось бы на самом деле ни в каком случае, потому что гидростатическое равновесие и теорема вириала. В отсутствие вырождения шкала времени выгорания определяется не реакциями, а скоростью отвода энергии через верхние слои. Если уж цепляться к словам, то в первую очередь надо цепляться к этому.

7-40>>>

С возвращением!

7-40>>>>
PSS> С возвращением!

Спасибо. Я на самом деле не пропадал, временами заглядывал, просто не писал. Но Корней высвистал. Просто тема, кажется, немного заглохла. Да и обстановка тут стала нервной. Видите - стоило не вполне удачно выразиться, и тебя начинают стыдить так, будто ты совершил невесть какое преступление (причём люди, не видящие разницы между термоядерной бомбой и звездой и всерьёз думающие, будто дейтериевая звезда взорвалась бы).

7-40>>> Во-вторых, термоядерные реакции внутри Солнца возможны лишь благодаря туннельному эффекту...Собственно, именно поэтому водород Солнца преобразуется в гелий за миллиарды лет, а не выгорает со взрывом.
..
7-40> Я не очень понял, что именно "не поэтому".
Дык вот, слова выше.
Дык вот: именно это "не именно поэтому".

Туннельный эффект тут вообще никакого (русскими буквами: НИКАКОГО) значения не имеет, соответственно, если "не именно поэтому", то вообще непонятно, к чему он тут помянут.

7-40>Но с другой стороны, я сделал ещё бОльшую натяжку для "Солнце взорвалось бы". Оно не взорвалось бы на самом деле ни в каком случае,
Скорость энерговыделения больше, чем на 10 порядков выше (сколько именно - прикидывать влом) - это не взрыв? Ну, мне как землянину, живущему на расстоянии всего 1 а.е. от Солнца и имеющему сейчас солнечную постоянную порядка 1кВт/2, считать это взрывом простительно.
А вот астроному и физику говорить о туннельном эффекте в контексте - нет.

7-40> Да и обстановка тут стала нервной.
Ну, тут, скорее, нервная реакция на поправку высказывания, за которое опровергателя тут уже (закономерно) били ногами бы.

Татарин> Туннельный эффект тут вообще никакого (русскими буквами: НИКАКОГО) значения не имеет, соответственно, если "не поэтому", то вообще непонятно, к чему он тут помянут.

Никакого? То есть реакция шла бы точно так же и без туннельного эффекта? Боюсь, это новое слово в науке. Я не большой знаток специфики ядерных реакций, но роль туннельного эффекта в протон-протонном цикле является общим местом где-то с конца 20-х гг, и пока вы не добьётесь внесения изменений в учебники, я позволю себе не принимать ваши заверения всерьёз.

7-40>>Но с другой стороны, я сделал ещё бОльшую натяжку для "Солнце взорвалось бы". Оно не взорвалось бы на самом деле ни в каком случае,
Татарин> Скорость энерговыделения больше, чем на 10 порядков выше (сколько именно - прикидывать влом) - это не взрыв?

Какая скорость энерговыделения, о чём вы вообще? Коллега, вы, конечно, не можете знать, но в протозвёздах реакция горения дейтерия идёт миллионы лет, а в маломассивных объектах вроде коричневых карликов - миллиарды. По некоторой хорошо известной (но до сих пор неизвестной вам, хотя я дал все подсказки) причине ни протозвёзды, ни коричневые карлики и не думают взрываться, а вполне себе спокойно жгут дейтерий, последние - вообще крайне медленно.

Подумайте, кстати, на досуге, почему нормальные звёзды (те, что на главной последовательности) горят стабильно, а не взрываются и не гаснут. А то ведь интенсивность реакций внутри них имеет околостепенную зависимость от температуры, причём показатель степени зачастую очень высок. Только представьте себе: температура где-то слегка возросла из-за малой флуктуации, интенсивность реакций должна в ответ возрасти ещё сильнее, температура растёт ещё выше, реакции ещё ускоряются - и бах! Или в обратно порядке с затуханием при малом понижении температуры. Но нет, звёзды на ГП не делают бах и не гаснут. Попробуйте в плане самообразования найти ответ, почему - подсказки у вас есть. Если снова не сумеете ими воспользоваться, можете спросить, я расскажу. По той же самой причине не взрываются и объекты, в которых горит дейтерий, и вообще неважно что горит. Сразу подскажу ещё, что концентрация дейтерия принципиальной роли не играет.

Татарин> Ну, мне как землянину, живущему на расстоянии всего 1 а.е. от Солнца, считать это взрывом простительно.
Татарин> А вот астроному и физику говорить о туннельном эффекте в контексте - нет.

Я думаю, мне простительно говорить о том, о чём говорится, наверное, в большинстве учебников по звёздной физике.

Татарин> Ну, тут, скорее, нервная реакция на поправку высказывания, за которое опровергателя тут уже (закономерно) били ногами бы.

Нет, коллега. Поправьте, если ошибаюсь, но ваша реплика больше похожа на попытку отомстить за то, что я то ли год, то ли два тому назад позволил не разделить ваши взгляды на уборку опавшей листвы. И теперь вы пытаетесь поймать меня на слове по мелочам. Но если уж ловите на слове, то хотя бы не подставляйтесь сами. Надо было сразу говорить - "Какое-такое Солнце взорвалось бы? Как вам не стыдно не знать, что невырожденная звезда не может просто так взорваться независимо от того, какие в ней идут реакции, с каким топливом и какая у них шкала времени?" Вот тогда мне пришлось бы оправдываться - мол, простите, позволил себе художественное преувеличение.

Но я, в свою очередь, не буду вас стыдить тем, что вы не знаете принципиального отличия звезды от ядерной бомбы - вы не обязаны разбираться в физике звёзд. Если бы я хотел поймать вас на слове, то мог бы это сделать многократно и разными способами. Скажем, вы утверждаете, что "главный фактор - то, что все реакции в ядре начинаются с что p+p->d (+позитрон,+нейтрино), а это - "слабая реакция"", а меж тем в главной ветви CNO-цикла, если память не изменяет, тоже есть слабая реакция или даже две (лень проверять), но характерное время там, опять-таки по памяти, то ли несколько минут, то ли несколько секунд, а никак не миллиарды лет. А самая медленная реакция CNO-цикла, захват протона азотом с характерным временем сотни миллионов лет, совсем не слабая (кажется, в старом учебнике Мартынова ещё были сомнения, насчёт того, не является ли первое звено CNO-цикла самым длинным, но и оно тоже, вроде, не слабое). То есть слабость реакции сама по себе вовсе не является главным или даже первичным фактором, как вы могли бы подумать.

Татарин>> Туннельный эффект тут вообще никакого (русскими буквами: НИКАКОГО) значения не имеет, соответственно, если "не поэтому", то вообще непонятно, к чему он тут помянут.
7-40> Никакого? То есть реакция шла бы точно так же и без туннельного эффекта?
Нет, то есть, туннельный эффект не есть то, что ограничивает скорость реакции в данном случае.

Татарин>> Скорость энерговыделения больше, чем на 10 порядков выше (сколько именно - прикидывать влом) - это не взрыв?
7-40> Какая скорость энерговыделения, о чём вы вообще? Коллега, вы, конечно, не можете знать, но в протозвёздах реакция горения дейтерия идёт миллионы лет, а в маломассивных объектах вроде коричневых карликов - миллиарды.
Скорость выделения энергии. Я об этом.
А при чём тут протозвёзды, коричневые карлики и Юпитер? Вот в центре Сатурна вообще реакция не идёт, так что ж с того?
Мы же говорили о вполне конкретной звезде - Солнце, с вполне конкретной массой, и что с той звездой станет, если скорость реакции повысится на несколько порядков (заметьте: даже не "содержание дейтерия возрастёт на несколько процентов").
Самостабилизация тут не поможет: звезда раздуется и будет нормальный такой термоядерный пожар, который Вы по своим соображениям не хотите называть взрывом (впрочем, я вполне допускаю, что где-то есть вполне чёткое определение астрономического термина "взрыв звезды", и подобные процессы под него никак не подпадают; назовём это "всполохом" - такого астрофизического термина точно нет).
Это не малое возмущение, не флуктуация, это изменение всех правил игры. В чём разница - Вы можете посмотреть на примере термоядерной бомбы, - мощность, выделяемая термоядерной бомбой (при игноре гравитации), в неких предельных переходах тоже самостабилизируется; однако это не мешает бомбам делать своё дело.

Плотность мощности реакции дейтерия на многие порядки превышает плотность мощности в ядре Солнца даже при "почти вакуумной" плотности вещества. И да, это так при температуре ниже миллиарда К (то есть, при энергиях, где реакция будет протекать исключительно за счёт туннельного эффекта).
Ну сложите "2+2", Вы же, вроде, астроном?

7-40> Нет, коллега. Поправьте, если ошибаюсь, но ваша реплика больше похожа на попытку отомстить за то, что я то ли год, то ли два тому назад позволил не разделить ваши взгляды на уборку опавшей листвы.
Простите, но Вы зарываетесь всё глубже и глубже, и вряд ли к этим Вашим действиям сейчас имеет отношение уборка листвы или что либо ещё год или два назад.

7-40> (+позитрон,+нейтрино), а это - "слабая реакция"[/i]", а меж тем в главной ветви CNO-цикла, если память не изменяет, тоже есть слабая реакция или даже две (лень проверять), но характерное время там, опять-таки по памяти, то ли несколько минут, то ли несколько секунд, а никак не миллиарды лет.
Угу. Только там, НЯП, бета-распад, а не слабая реакция двух ядер (в последнем случае реакция возможна только во время, когда ядра находятся достаточно близко друг от друга, а не все 100% нашего времени).
А скажите, какое характерное время для обычного d+d (сечение реакции - где-то одна десятая барна) при тех же характерных плотностях (~1..2E3кг/м3) и температурах (~1..2E7К)?
Впрочем, вопрос риторический.

Нечаянно обнаружил, что на сообщение появился ответ спустя месяц. Прошу прощения, что в свою очередь оставил его без ответа два года, но лучше поздно, чем никогда.

Татарин>>> Туннельный эффект тут вообще никакого (русскими буквами: НИКАКОГО) значения не имеет, соответственно, если "не поэтому", то вообще непонятно, к чему он тут помянут.
7-40>> Никакого? То есть реакция шла бы точно так же и без туннельного эффекта?
Татарин> Нет, то есть, туннельный эффект не есть то, что ограничивает скорость реакции в данном случае.

Кто говорил "ограничивает"? Давайте вернёмся к моим словам, коллега: "термоядерные реакции внутри Солнца возможны лишь благодаря туннельному эффекту". "Благодаря" - это значит, туннельный эффект позволяет реакциям внутри Солнца идти, а не ограничивает их. Вы же стали вообще отрицать роль туннельного эффекта.

Татарин> Татарин>> Скорость энерговыделения больше, чем на 10 порядков выше (сколько именно - прикидывать влом) - это не взрыв?
7-40>> Какая скорость энерговыделения, о чём вы вообще? Коллега, вы, конечно, не можете знать, но в протозвёздах реакция горения дейтерия идёт миллионы лет, а в маломассивных объектах вроде коричневых карликов - миллиарды.
Татарин> Скорость выделения энергии. Я об этом.

Ну так вот скорость выделения энергии не была бы на 10 порядков выше что со слабыми реакциями, что без них.

Татарин> Мы же говорили о вполне конкретной звезде - Солнце, с вполне конкретной массой, и что с той звездой станет, если скорость реакции повысится на несколько порядков (заметьте: даже не "содержание дейтерия возрастёт на несколько процентов").

Скорость реакции может расти на какое угодно количество порядков, а скорость энерговыделения на 10 порядков у звезды главной последовательности изменится не может, она изменится намного, намного медленнее. Потому что у звёзд главной последовательности скорость энерговыделения от скорости реакций напрямую зависит крайне слабо, она полностью определяется той скоростью, с которой звезда способна эту энергию излучить, то есть от скорости диффундирования энергии.

Татарин> Самостабилизация тут не поможет: звезда раздуется и будет нормальный такой термоядерный пожар, который Вы по своим соображениям не хотите называть взрывом (впрочем, я вполне допускаю, что где-то есть вполне чёткое определение астрономического термина "взрыв звезды", и подобные процессы под него никак не подпадают; назовём это "всполохом" - такого астрофизического термина точно нет).

Я не знаю, что вы называете "нормальным таким термоядерным пожаром", но начинали вы с того, что скорость энерговыделения якобы возросла бы на 10 порядков. Чего не произошло бы никогда. Солнце в любом случае прекрасно бы себе светило на главной последовательности миллионы лет (если не сотни и не миллиарды - для правильной оценки нужен модельный расчёт). И это никак нельзя было бы назвать "взрывом" ни в каких терминах.

Татарин> Это не малое возмущение, не флуктуация, это изменение всех правил игры.

Это ничего бы не изменило, игра продолжалась бы по тем же правилам, потому что правила игры здесь диктуются не скоростью термоядерных реакций, а скоростью выноса энергии на поверхность.

Татарин> В чём разница - Вы можете посмотреть на примере термоядерной бомбы, - мощность, выделяемая термоядерной бомбой (при игноре гравитации), в неких предельных переходах тоже самостабилизируется; однако это не мешает бомбам делать своё дело.

Я же говорил вам: звезда - это не термоядерная бомба. Есть принципиальная разница. Все подсказки вам дал. Ещё раз: гидростатическое равновесие, теорема вириала.

Татарин> Плотность мощности реакции дейтерия на многие порядки превышает плотность мощности в ядре Солнца даже при "почти вакуумной" плотности вещества. И да, это так при температуре ниже миллиарда К (то есть, при энергиях, где реакция будет протекать исключительно за счёт туннельного эффекта).
Татарин> Ну сложите "2+2", Вы же, вроде, астроном?

Не имеет никакого значения, какова плотность мощности реакции дейтерия в термоядерной бомбе, потому что звезда - это не термоядерная бомба. Я уже говорил вам, что реакции с дейтерием превосходно себе идут в протозвёздах и коричневых карликах. Но протозвёзды от этого, как вас это ни удивит, тоже не взрываются, эти реакции могут идти миллионы лет.

7-40>> (+позитрон,+нейтрино), а это - "слабая реакция"[/i]", а меж тем в главной ветви CNO-цикла, если память не изменяет, тоже есть слабая реакция или даже две (лень проверять), но характерное время там, опять-таки по памяти, то ли несколько минут, то ли несколько секунд, а никак не миллиарды лет.
Татарин> Угу. Только там, НЯП, бета-распад, а не слабая реакция двух ядер (в последнем случае реакция возможна только во время, когда ядра находятся достаточно близко друг от друга, а не все 100% нашего времени).

Ну вот видите. Значит, дело не в самой слабости реакции.

Коллега, пусть прошло немалое время, но всё-таки никогда не поздно выяснить для себя, почему не взрываются звёзды. Поймите, это не определяется скоростью реакций.

Татарин> Самостабилизация тут не поможет: звезда раздуется и будет нормальный такой термоядерный пожар, который Вы по своим соображениям не хотите называть взрывом (впрочем, я вполне допускаю, что где-то есть вполне чёткое определение астрономического термина "взрыв звезды", и подобные процессы под него никак не подпадают; назовём это "всполохом" - такого астрофизического термина точно нет).

И кстати, по поводу астрофизических терминов. Есть такая вещь, которая называется гелиевой вспышкой (helium flash). Она означает взрывное начало горения гелия в звёздах умеренной массы (несколько больше и несколько меньше масс Солнца: Солнце попадает в тот промежуток масс, где происходит явление; попробуйте, кстати, узнать, почему это происходит). При гелиевой вспышке несколько процентов массы ядра выгорает за время порядка минут: по сути, в ядре звезды вспыхивает нечто вроде маленькой сверхновой.

Так вот, как бы это, возможно, вас ни удивило бы, но гелиевая вспышка в ядре звезды непосредственно почти не отражается на её энерговыделении. Вполне возможно, что внешний наблюдатель даже не заметил бы, что в ядре произошёл взрыв мини-свехновой. Более того, через сравнительно короткое время энерговыделение звезды достаточно резко упадёт.

Это к иллюстрации того, как зависит (точнее, не зависит) энерговыделение звезды от скорости реакции.