Dzisiaj ciekawostka trochę z…

16 sierpnia 2019

Dzisiaj ciekawostka trochę z innej beczki, a mianowicie #fizyka #fizykakwantowa #astronomia #ciekawostki #gruparatowaniapoziomu

Zapewne każdy z nas zastanawiał się chociaż raz w życiu, dlaczego słońce świeci. Jak wiemy, ogień zasilany jest paliwem, którym może być na przykład węgiel, drewno albo jak w przypadku naszej najbliższe gwiazdy – wodór. Jednakże coś musi zainicjować proces spalania, tak w przypadku natury, jak i działania człowieka.

Początkowo słońce utożsamiano z bogiem lub atrybutem boskości, co przez większość historii było dla ludzkości wystarczającą odpowiedzią. Nauce to jednak nie wystarczało i zaczęto poszukiwać prawdziwej odpowiedzi na to trudne, a jednocześnie proste pytanie – dlaczego słońce świeci?

Badania doprowadziły do ustalenia, że największe ciało niebieskie w naszej okolicy składa się w większości z wodoru. W warunkach ziemskich również możemy spalać ten najlżejszy z pierwiastków, pod warunkiem dostępu do tlenu. Dzięki temu efektem spalania jest energia i woda.

W słońcu, a właściwie tylko w jego jądrze, dochodzi non stop do syntezy jądrowej. W jej wyniku atomy wodoru łączą się tworząc atomy helu, które następnie łączą się tworząc cięższe pierwiastki. W wyniku tego procesu uwalniana jest energia. Żeby jednak doszło do syntezy jądrowej, wodór musi być podgrzany do bardzo wysokiej temperatury.

Przez długi czas sądzono, że wodór w słońcu łączy się dlatego, że gwiazda jest po prostu bardzo gorąca. Co na pewno nie było najlepszą odpowiedzią, gdyż w tym wypadku do syntezy jądrowej, która w czasie „pracy” wytwarza wysoką temperaturę dochodzi, gdyż w słońcu panuje wysoka temperatura. Co jest swoistym słonecznym masłem maślanym.

W jeszcze większej konsternacji byli naukowcy gdy okazało się, że w jądrze słońca nie panuje wystarczająco wysoko temperatura do fuzji wodoru. Na szczęście z odpowiedzią pospieszyła fizyka kwantowa i zjawisko tunelowe.

Aby szybko wyjaśnić czym jest zjawisko tunelowe, wyobraźcie sobie kule staczającą się z góry w dolinę. Jeśli na przeszkodzie będzie stał szczyt wyższy niż ten, z którego stoczyliśmy kule, nigdy ona nie dotrze na dno doliny. Przynajmniej według praw fizyki klasycznej. Mechanika kwantowa natomiast przyjmuje, że kula może stoczyć się dalej, albo nawet utknąć wewnątrz góry tak, jakby znajdował się tam tunel. Jest to przypadek bardzo mało prawdopodobny, ale nie niemożliwy. I dla słońca właśnie prawdopodobieństwo jest słowem kluczem.

W jądrze słońca atomy wodoru są tak ścisło upakowane przez grawitację i jest ich na tyle dużo, że do przypadku gdy łączą się one w hel dochodzi cały czas. Dlatego gdy następnym razem spojrzysz w słońce pamiętaj, że świeci dzięki przypadkowi możliwemu tylko w mechanice kwantowej.

No Comments

Comments are closed.