Recientemente escuché en una discusión que el sol no es lo suficientemente masivo como para autoencenderse a través de la presión del núcleo. Simplemente no tiene suficiente masa para "generar" la fuerza gravitacional necesaria para eso.
La razón por la que el sol sigue ardiendo es que hay una posibilidad muy pequeña de que dos átomos de hidrógeno se fusionen sin necesidad de la energía de activación/la energía de activación proporcionada por un efecto aleatorio como las partículas de alta energía. Aunque la posibilidad es realmente baja, hay tantos átomos de hidrógeno que, en general, la posibilidad es realmente alta (ley de los grandes números). Una vez que comenzó alguna fusión, proporciona suficiente energía para fusionar más hidrógeno, lo que hace que nuestro sol brille.
La persona que lo presentó solo dijo que hay fuentes, pero lamentablemente las que encontré de su material no respaldaron esto (ni lo negaron). Las fuentes eran sobre otro tema relacionado con las estrellas. No puedo preguntarle a la persona misma porque ya cambió la universidad.
Stan esencialmente ha respondido esto en su comentario, que intentaré explicar un poco más laboriosamente.
La gran mayoría de la producción de energía de nuestro Sol proviene de la cadena protón-protón . Esto fue defendido por Eddington en la década de 1920, pero en ese momento su preocupación básica era un problema muy real e importante. Los objetos con cargas eléctricas similares se repelen entre sí. En particular, los protones repelerán a otros protones ya que todos los protones tienen carga positiva. Lo que sabían del sol indicaba entonces que el núcleo estaba demasiado frío para que los protones superaran esta repulsión, al menos ni remotamente cerca de la velocidad que obviamente era necesaria para producir un sol resplandeciente.
Con el desarrollo de la mecánica cuántica se determinó que un proceso conocido como tunelización cuántica daría a dos protones una probabilidad distinta de cero de "superar" esta repulsión. Pero no en el sentido de que de repente ganan suficiente energía (de ahí que "superar" esté entre comillas). En cambio, en el sentido de que el estado "fusionado" tiene la misma energía que el estado "a punto de repelerse antes de que pueda ocurrir la fusión", y simplemente cambiaron aleatoriamente del último al primero, a pesar de cada etapa intermedia entre el dos de ellos requieren más energía de la que está disponible. Que esto sea posible es una de las muchas características no intuitivas de la mecánica cuántica, y creo que estaría más allá del alcance de esta pregunta (y sitio) tratar de ser mucho más preciso.
Aún así, incluso esto no pudo explicar por qué nuestro sol estaba fusionando átomos de manera muy obvia en la medida en que lo estaba. Si fusionas dos protones, te quedas con un estado increíblemente inestable: el diprotón. Tan pronto como uno de estos se forma, casi inmediatamente se divide en dos protones distintos.
A finales de los años 30, Hans Bethe (un hombre que finalmente ganó el premio Nobel y formó parte del equipo de Los Álamos que desarrolló la bomba atómica) propuso que otro evento aleatorio de la mecánica cuántica salvaría el día: la desintegración beta , una característica de la fuerza fundamental recientemente descubierta conocida como la fuerza débil . En esta situación, uno de los protones en el diprotón sufre una desintegración beta en un neutrón antes de que el diprotón se separe, momento en el que tienes un núcleo de deuterio estable: un protón y un neutrón.
Que tengan que ocurrir tantos eventos improbables para que dos protones produzcan un deuterio es la razón por la cual la vida del sol es de aproximadamente 10 mil millones de años. Que el sol brille tanto como lo hace es, como usted sugiere, un juego de números puros: hay un número verdaderamente prodigioso de protones en el núcleo del sol, así que aunque la cadena protón-protón es realmente improbable, tenemos muchas posibilidades a esto que hay una gran cantidad de eventos exitosos de fusin.
Básicamente, todas las demás reacciones de fusión estelar proceden mucho más rápido que las que producen deuterio. Puede que estés familiarizado con la bomba de hidrógeno , que fusiona su combustible muy rápidamente. Una de las diferencias clave (y hay muchas) entre la bomba de hidrógeno y una estrella como nuestro sol es que la bomba fusiona deuterio (y tritio) en helio, y no utiliza la cadena protón-protón. Las estrellas tienen que producir grandes cantidades de deuterio directamente, y este es un proceso largo que consume aproximadamente el 90% de la vida de una estrella, incluso para estrellas muy masivas, cuya vida útil es mucho más corta que la de nuestro Sol.
(Tenga en cuenta que las estrellas muy masivas son bestias bastante más complicadas, de hecho, pero esto está más allá del alcance de esta pregunta)
Stan Liou
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