¿Cómo se comportaría la materia normal en las condiciones que se encuentran en el núcleo del sol?

Teniendo en cuenta lo baja que es la densidad de potencia en el núcleo del sol, parece que no puedo esperar lo que sucedería con la materia en caso de que fuera arrojada al interior del núcleo del sol. Por ejemplo, supongamos que un planeta similar a la Tierra se coloca en el centro del núcleo del Sol y tiene una densidad de potencia de 276,5 w a t t s / metro 3 que es muy bajo para incluso elevar la temperatura de la Tierra en un grado notable. Ese fue un pensamiento. El otro pensamiento fue que la temperatura en el núcleo ya es de 15 millones de grados K, por lo que cualquier materia allí debería acercarse a esta temperatura lo suficientemente rápido.

Entonces ahora estoy muy confundido, ¿el planeta permanecerá intacto allí durante miles o incluso millones de años hasta que haya acumulado suficiente energía para derretirse o vaporizarse? ¿O hay otros tipos de absorción de energía que el planeta experimentaría y, por lo tanto, tendría menos tiempo para permanecer como una sola pieza en el núcleo?

Solo para tratar de obtener una respuesta práctica y numérica a esta pregunta, sea: ¿cuánto tiempo puede sobrevivir la Tierra en su conjunto en el núcleo del sol?

¿Qué sucede cuando tomas un cubo de hielo y lo metes en una taza de agua? ¿Se derrite todo de una vez o se derrite capa por capa?
Creo que lo que quiero decir es un poco diferente. Entiendo cómo se derretirá un cubo de hielo, pero teniendo en cuenta el ambiente extraño en el centro del sol (temperatura muy alta con densidad de energía muy baja), parece que no puedo imaginar cómo le sucedería esto a un planeta allí.
¿Por qué sería diferente? La transferencia de calor todavía ocurre debido a las diferencias de temperatura, ¿verdad? Me parece que la "densidad de baja energía" es irrelevante.
Usando la ley de Stefan-Boltzmann, con e = 1, el área de la Tierra y la temperatura ambiente del núcleo del sol, produce una disipación de energía a la tierra de 10 ^ 36 vatios, o alrededor de 4 órdenes de magnitud más que la energía requerida. evaporar la masa de la tierra. Incluso suponiendo que la tierra se calienta a 14 millones de grados en su camino hacia el núcleo todavía da algo en los 10 ^ 35 vatios, ¡que es mil millones de veces la luminosidad del sol! ¿No es raro?

Respuestas (3)

Como dices, la energía producida por metro cúbico del núcleo del Sol es sorprendentemente baja. Esto se debe a que la fusión protón-protón es un proceso muy lento, como se ha comentado anteriormente . El núcleo está tan caliente porque la conducción del calor a través del núcleo es lenta. La velocidad media con la que un fotón escapa del núcleo es el valor asombrosamente bajo de unos 30 m EM.

Sin embargo, la velocidad neta del fotón es tan lenta porque el denso plasma en el núcleo del Sol dispersa el fotón de manera extremadamente eficiente. Si hicieras magia con la Tierra en el núcleo del Sol, entonces la Tierra comenzaría a recibir energía al ritmo predicho por la ley de Stefan Boltzmann. hago esto alrededor 10 21 W/m 2 de la superficie de la Tierra, por lo que la Tierra comenzaría a evaporarse rápidamente. La Tierra enfriaría el plasma a su alrededor y, a medida que ese plasma se enfriara y se recombinara, se volvería transparente a la siguiente capa de plasma, y ​​así sucesivamente. En una primera aproximación, el flujo de calor que ingresa a la Tierra permanecería alrededor de 10 21 W/m 2 hasta que el material de la Tierra se calentó lo suficiente como para formar un plasma. En este punto, el plasma comenzaría a dispersar fotones y el flujo de calor comenzaría a disminuir.

En realidad, calcular la velocidad a la que se vaporizaría la Tierra sería una tarea difícil. Podría tratarlo como el calentamiento de una esfera con una conductividad térmica conocida, pero como se mencionó anteriormente, una vez que la temperatura se eleva lo suficiente como para ionizar el material de la Tierra, esto afectaría fuertemente el flujo de calor del plasma que lo rodea.

¿Algún orden de precisión de magnitud posible de calcular? Además, ¿no funcionará el material ionizado de la Tierra como lo hizo el plasma? Quiero decir que este material tendrá suficiente temperatura para convertirse en plasma, entonces, ¿en qué se diferencia del plasma del sol mismo? en otras palabras, ¿por qué el flujo de calor sería lento aunque la diferencia de temperatura sea la misma?
Esta página estima el calor de vaporización de la corteza como 10 GRAMO j / metro 3 De Wikipedia encontramos que el calor de vaporización del hierro es de aproximadamente 11 GRAMO j / metro 3 dominado por el calentamiento del material hasta la ebullición. con el volumen de la tierra 10 21 metro 3 , nosotros necesitamos 10 40 J para vaporizarlo. Eso viene muy rápido.
@RossMillikan quieres decir 10 31 J para vaporizarlo, ¿no?
@AbanobEbrahim: Ups, tienes razón. yo conté el 9 dos veces. Es 10 31 J Eso viene aún más rápido.

Imagina que tienes un jacuzzi y lo calientas a una agradable temperatura tostada. Entonces se va la luz. El metabolismo del entorno de la bañera de hidromasaje ahora es cero. No se calentará más.

Pero si te metes en la bañera, igual te calentarás. La masa térmica del agua no se enfriará mucho al entrar. Estás aprovechando el calor que se produjo antes.

La tierra sería calentada por la masa térmica existente del núcleo.

¿A qué tasa? y ¿por qué medio de transferencia de calor?
Había interpretado su pregunta como preguntando más sobre la diferencia entre la alta temperatura del núcleo y el bajo metabolismo allí. Mi respuesta pretendía señalar que la baja tasa de potencia no importa porque el calentamiento está dominado por la masa caliente existente presente. La respuesta de John Rennie ya da estimaciones cuantitativas sobre la transferencia de calor.

Si tuviera que colocar "mágicamente" un planeta en el núcleo del sol, estoy bastante seguro de que no estaría allí por mucho tiempo. La temperatura ambiente del núcleo del sol ronda los 15,7 millones K, como dijiste. Deberías pensar por qué es así antes de pensar en derretir planetas. La densidad del núcleo es unas 150 veces más densa que el agua. Cuando comprimes algo tanto, se calienta. (Piense en comprimir un gas. Cuando comprime un gas, se calienta). Y cuando algo así se comprime y se calienta, se produce una reacción de fusión realmente enorme. Entonces, por un lado, colocar una Tierra dentro del sol aumentaríala masa del sol, aumentando insignificantemente la presión, aumentando un poco el calor. Por otro lado, la introducción de algo con tantos metales pesados ​​podría afectar la reacción de fusión del sol (no sé qué, pero podría).

La pregunta apropiada que debe hacerse involucraría la capacidad de calor específico de la Tierra y la temperatura central ambiental del sol. (También, el punto de fusión de la Tierra). Aunque a 15,7 millones de K, no puedo pensar en nada que pueda permanecer en forma sólida por mucho tiempo.

Basta pensar en el punto de ebullición del hierro. (3134K) una simple división nos dice que el sol es más de 5000 veces lo suficientemente caliente como para hervir el hierro. El hierro ni siquiera tocaría el sol antes de hervir.

Otro, según Wikipedia, el granito se derrite a 1533K. Más división nos dice que el sol podría derretir el granito más de 10.000 veces.

Espero haber podido responder a tu pregunta, al menos parcialmente.

Creo que la pregunta del OP es principalmente sobre cuánto tiempo llevaría calentar y vaporizar la tierra, no si sucedería en absoluto. Sabemos que el sol está caliente, pero ¿qué tan rápido se transferiría ese calor a nuestro planeta teletransportado?
@JonofAllTrades No puedo decir. Hay demasiados elementos diferentes, con diferentes valores de conductividad térmica. Sin embargo, probablemente se podría decir que la Tierra se vaporizaría en una semana, o algo así. Sin embargo, nada con mucha precisión, no creo.