क्या हमारे पास 8 मिनट से अधिक प्रकाश होगा, अगर सूरज "बाहर चला गया"?

Question

सामान्य सिद्धांत यह है, कि यदि सूर्य "बंद" होता है, तो हम प्रकाश को आठ और मिनटों तक (पृथ्वी पर पहुँचने के लिए फोटॉन को ले जाने का समय) देखेंगे।

हालाँकि हाल ही में मैंने पढ़ा है कि पृथ्वी तक पहुँचने के लिए फोटॉन को लगभग 100 000 वर्षों की आवश्यकता होती है, क्योंकि सूर्य के कोर पर प्रतिक्रियाएँ हो रही हैं, और गामा किरणें अन्य कणों के साथ बातचीत किए बिना सूर्य को नहीं छोड़ सकती हैं, उदाहरण के लिए न्यूट्रिनो के विपरीत।

क्या वह सिद्धांत सही है? यदि सूर्य का कोर "शट डाउन" हो जाता है, तो क्या हम अभी भी एक और 100 000 वर्षों के लिए फोटॉन (प्रकाश) प्राप्त करेंगे, केवल न्यूट्रिनो तुरंत गायब हो जाएंगे?

Comments

आईटी बेहतर हो पूछने के लिए होगा सिर्फ अगर (और क्यों) प्रकाश इतना कोर से सूर्य की सतह तक पहुंचने के लिए लंबे समय तक लेने के लिए माना जाता है। "क्या हुआ अगर कुछ असंभव हुआ" दृष्टिकोण का उपयोग करके पूछें कि आपके पास विज्ञान जैसी साइटों पर लोगों को बंद करने की प्रवृत्ति है।

— स्टीफन

दूसरी ओर, विज्ञान के प्रति जागरूक लोग कुछ के बारे में सच्चाई सीखना पसंद करते हैं (और अक्सर दूसरों को शिक्षित भी करते हैं)।

— रयान

"पृथ्वी तक पहुँचने के लिए फोटोन को लगभग 100 000 वर्षों की आवश्यकता होती है" । यह थोड़ा भ्रामक है। हां, सौर ऊर्जा से प्रकाश क्षेत्र की यात्रा करने में ऊर्जा के लिए एक लंबा समय लगता है, लेकिन कोई भी व्यक्ति फोटॉन सूर्य के माध्यम से यात्रा करने में 100,000 साल खर्च नहीं करता है। देखें astronomy.stackexchange.com/a/33447/16685

— प्रधानमंत्री 2Ring

इसके अलावा 'सिद्धांत' में अपेक्षित व्यवहार है सूर्य तुरंत मौजूद नहीं है, इसलिए संभवतः इसके भीतर के फोटॉन जो भागने की कोशिश कर रहे थे, वे अब मौजूद नहीं हैं। यदि यह मामला है, तो यह बस अंधेरा हो जाएगा, पृथ्वी पर 8 मिनट बाद। (इस तथ्य को अनदेखा करते हुए कि फोटोन वास्तव में मौजूद नहीं होते हैं जब वे 'फंस जाते हैं')

— djsmiley2k - CoW

कृपया "बाहर गए" और "शट डाउन" को परिभाषित करें। यदि सूर्य स्वयं अस्तित्व से बाहर झपका जाता है, तो हाँ, हमारे पास 8 मिनट का प्रकाश शेष होगा। यदि सूर्य का कोर "बस" बंद हो जाता है, तो सतह के माध्यम से प्रचार करने के लिए बहुत लंबा समय लगेगा।

— मंकीज़े सिप

Answer 1

यदि परमाणु संलयन सूर्य के केंद्र में अचानक रुकना था, तो हमारे पास एकमात्र स्पष्ट हस्ताक्षर होगा, जो पृथ्वी पर पाए जाने वाले न्यूट्रिनों की कमी है, जो प्रतिक्रियाओं के समाप्त होने के लगभग 8 मिनट बाद शुरू होता है। हालांकि, सूर्य वर्तमान में प्रकाशमान होने के कारण लाखों वर्षों तक चमकता रहेगा।

शक्ति का स्रोत है नहीं फोटॉनों "संग्रहीत"। सूर्य अपने आप में लगभग ४.५ अरब साल पहले रुके हुए धीमी गति से गुरुत्वाकर्षण संकुचन को फिर से शुरू करेगा, जब केंद्र में परमाणु प्रतिक्रिया दर सूर्य की सतह से विकिरण नुकसान की आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त रूप से वृद्धि करने में सक्षम थी।

संकुचन का चारित्रिक समय लगभग जो 30 मिलियन वर्ष है। यानी सूर्य में लाखों वर्षों के लिए अपनी वर्तमान चमक को आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण क्षमता है।

$$\tau_{\rm KH} = \frac{GM^2}{RL},$$

जबकि यह हो रहा है, सूर्य लगभग अपनी वर्तमान चमक बनाए रखेगा, लेकिन त्रिज्या में कमी का अर्थ है कि इसकी सतह का तापमान बढ़ जाएगा।

एक बार जब सूर्य बृहस्पति के आकार से कुछ गुना (इसलिए इसके वर्तमान त्रिज्या का लगभग 30%) से अनुबंधित हो जाता है, तो संकुचन धीमा होना शुरू हो जाता है, क्योंकि कोर में इलेक्ट्रॉन पतित हो जाते हैं और दबाव अपेक्षा से अधिक घनत्व के साथ बढ़ जाता है एक आदर्श गैस। धीमा संकुचन संभावित ऊर्जा रिलीज की दर को कम करता है और इसलिए सौर चमकता है। संकुचन धीमी गति से जारी रहता है जब तक कि सूर्य गर्म "हाइड्रोजन सफ़ेद बौना" नहीं हो जाता है, जब तक कि पृथ्वी का आकार कुछ गुना नहीं हो जाता है, जो बाद में अरबों वर्षों में और अधिक संकुचन के साथ, एक चमकदार सिंडर तक ठंडा हो जाता है (देखें सूर्य क्या होगा?) अगर परमाणु प्रतिक्रियाएं क्वांटम टनलिंग के माध्यम से आगे नहीं बढ़ सकती हैं? तो कुछ और विवरणों के लिए)।

यहां तक ​​कि अगर आप सूर्य को अनुबंध करने की अनुमति नहीं देते थे, तो थर्मल ऊर्जा को विकीर्ण करने में कुछ समय लगेगा। यह टाइमस्केल लगभग जो मानता है कि सूर्य एक औसत तापमान साथ प्रोटॉन प्लस इलेक्ट्रॉनों की एक परिपूर्ण गैस है । यदि हम K और वर्तमान सौर चमक को लेते हैं , तो 40,000 वर्ष है।

$$\tau_{\rm therm} \simeq \frac{3k_B T M}{m_H L},$$ $T$$T =10^7$$\tau_{\rm therm}=$

दूसरी ओर, यदि आपका परिदृश्य सिर्फ इतना है कि सूर्य से प्रकाश उत्सर्जित होना बंद हो जाता है, तो निश्चित रूप से यह लगभग 8 मिनट बाद पृथ्वी पर अंधेरा हो जाता है।

Comments

यहां तक ​​कि अगर आप किसी भी तरह गुरुत्वाकर्षण संकुचन को रोकने के लिए प्रबंधन कर रहे थे, तो सूर्य बहुत गर्म है - ~ 5800K "सतह" पर! केंद्र में 15 मिलियन K। इसे ठंडा होने में कुछ समय लगेगा।

— jamesqf

@ nic012000 आपका प्रश्न बीमार है और समय-सीमा अनुमानित है। मैंने यह नहीं कहा है कि सूर्य को चमक रोकने में 40 साल लगेंगे। मैंने कहा कि इसकी वर्तमान ल्यूमिनोस्टी पर अपनी वर्तमान तापीय ऊर्जा को विकीर्ण करने में 40 मीटर वर्ष लगेंगे। यदि सूर्य निरंतर त्रिज्या में ठंडा हो जाता है, तो वह समय बढ़ जाएगा, क्योंकि प्रकाश में काफी कमी हो जाएगी। अरबों वर्षों तक सूर्य किसी न किसी रूप में चमकता रहेगा। हम यहां एक मॉडल के रूप में सफेद बौनों का उपयोग कर सकते हैं। सबसे पुराने सफेद बौने अभी भी 3000K से अधिक गर्म हैं।

— रोब जेफ्रीस

यह एक मंत्रमुग्ध पढ़ रहा है!

— हंकी पांकी

@stripybadger यह गर्म पानी के एक बहुत, बहुत बड़े टैंक होने और इस तरह से हीटिंग ईंधन की आपकी आपूर्ति के बारे में चिंता नहीं करने जैसा है।

— रोब जेफ्रीस

@ पीटरए। श्नाइडर एक "पतन" नहीं हो सकता क्योंकि थर्मल ऊर्जा को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, इसे सतह से अलग किया जाना चाहिए। "कोर पतन", जो एक सुपरनोवा शुरू करता है, केवल इसलिए हो सकता है क्योंकि (I) थर्मल ऊर्जा (लोहे के नाभिक और न्यूट्रॉनाइजेशन का विघटन) का एक बड़ा सिंक है और (II) अधिकांश ऊर्जा न्यूट्रिनो उत्सर्जन के माध्यम से बच सकती है। सूर्य में इनमें से कोई भी महत्वपूर्ण नहीं है।

— रोब जेफ्रीस

Answer 2

"सामान्य सिद्धांत" जो आप पढ़ रहे हैं, वह उन प्रक्रियाओं के बारे में नहीं है जो तारों में प्रकाश पैदा करते हैं, यह सिर्फ अंतरिक्ष के माध्यम से प्रकाश की गति के प्रदर्शन के रूप में करना है। जब यह सूर्य के बारे में "शट डाउन" के बारे में बात करता है, तो यह परमाणु संलयन प्रक्रियाओं को रोकने के बारे में बात नहीं कर रहा है, इसका मतलब है कि सूर्य एक पूरे चमक के रूप में बंद हो जाता है। मैं भौतिक विज्ञानी नहीं हूं, लेकिन मुझे नहीं लगता कि ऐसा कुछ भी है जो वास्तव में अचानक समय पर होने का कारण होगा, जैसे कि हम अंतिम फोटॉनों के पृथ्वी पर पहुंचने के लिए 8 मिनट के अंतर को माप सकते हैं।

यह सिर्फ एक सोचा प्रयोग है, एक असंभव घटना के सरलीकृत वर्णन का उपयोग करके, किसी अन्य प्रक्रिया के बारे में एक बिंदु बनाने के लिए। इस मॉडल में, सूर्य या तो प्रकाश को बंद कर देता है या वह नहीं करता है, और हम उस स्थिति को बदलने के बाद से समय को माप रहे हैं; हम सूर्य से उत्सर्जित होने से पहले फोटॉन क्या करते हैं, इससे कोई सरोकार नहीं है (प्रकाश के बल्ब से यात्रा करने वाले समय की तुलना में कोई भी अधिक समय इस बात की परवाह करता है कि बल्ब को संचालित करने वाली बिजली का उत्पादन कैसे हुआ - हम इसे माप सकते हैं डायनोसोर के मरने के रास्ते और अंततः जीवाश्म ईंधन में बदल जाते हैं जो बिजली संयंत्र में उपयोग किए जाते थे, या इससे भी आगे सौर ऊर्जा के लिए जो पृथ्वी पर जीवन को संचालित करते थे)।