Si hubiera aire entre el Sol y la Tierra, ¿cuánto nos calentaríamos?

Esta es una pregunta realmente difícil de responder como alude Carl Witthoft. El principal problema es que no hay forma de que puedas crear una atmósfera alrededor del Sol y hacer que se extienda a la Tierra. Sería tremendamente inestable y pase lo que pase, el resultado general será una explosión de energía que matará a la Tierra. Y realmente no puedes decir que vas a agitar una varita mágica y evitar todo eso porque entonces estás alterando fundamentalmente la física y no terminarás respondiendo la pregunta que querías hacer para empezar.

Su única forma de responder a esta pregunta es mirar la atmósfera actual del Sol e intentar extrapolar. Echa un vistazo a la figura de abajo. Esto representa tanto la temperatura (línea continua) como la densidad (línea discontinua) del Sol frente a la altura desde la superficie (lo que significa la "superficie" del Sol es otra cuestión). La temperatura en la superficie del Sol es un mísero$5800\:\mathrm{Kelvin}$. A medida que aumenta la altura, esta temperatura (es decir, la temperatura de la atmósfera de plasma sobre la "superficie" del Sol) no cambia mucho. Esta región de la atmósfera se conoce como la cromosfera. Pero luego, a una altura particular conocida como la región de transición, hay un aumento drástico en la temperatura. Va desde unos pocos miles de grados hasta un par de millones de grados. Esta área de la atmósfera es la Corona. Este gráfico se corta en$10,000\:km$pero la atmósfera del Sol se extiende mucho más allá de Plutón.

¡Espero que pueda apreciar completamente el punto al que estoy llegando, que es que la Tierra en realidad está dentro de la atmósfera del Sol y esa atmósfera es realmente caliente! La razón por la que, por supuesto, no morimos hervidos es que la atmósfera es increíblemente escasa. Sólo un puñado de partículas por centímetro cúbico. Entonces, lo que realmente estás proponiendo es aumentar la densidad de esta atmósfera en una cantidad increíble. Quieres hacerlo aproximadamente$10^{20}$veces más denso! Si solo extrapolamos las propiedades, eso convertirá la atmósfera ya caliente del Sol (alrededor de la Tierra) en algo increíblemente caliente. Y la enorme densidad significa que realmente sentiremos los efectos. Es probable que la Tierra se vaporice en un instante, antes de que ocurra la explosión cataclísmica a la que aludí anteriormente.

Entonces, respuesta larga corta: alrededor de mil millones de grados .

Depende del tipo: no se puede tener una atmósfera de densidad uniforme, por lo que para alcanzar algo cercano a una atmósfera estándar. cerca de la órbita de la Tierra (que, por cierto, causaría estragos en la estabilidad orbital en primer lugar debido al arrastre), la densidad tendría que ser algo horrible más cerca del Sol.

Esta sería una excelente pregunta hipotética de xkcd si se formulara más en la línea de "qué perfil de densidad"; mi cálculo cuidadoso y detallado (es decir, extraído de un orificio descortés) sugiere que tal atmósfera colapsaría rápidamente en el Sol propiamente dicho debido a la atracción gravitacional. Dudo en especular sobre qué tan calientes se calentarían los alcances exteriores debido a la absorción óptica, suponiendo que esta atmósfera repentinamente apareciera en su lugar a una temperatura general en el rango de 200-300 K e inmediatamente comenzara a calentarse y colapsar.