Frage:
Erhöht die Sonne ihre Masse, während Neutronen Elemente verschmelzen, da sie massereicher als Protonen sind?
jbradvi9
2020-01-29 17:45:05 UTC
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Woher kommt die Masse, wenn Neutronen aus Protonen in der Sonne erzeugt werden?

Wenn ein Positron hergestellt wird, wird es möglicherweise mit einem nahe gelegenen Elektron vernichtet?

Ja, die Positronen vernichten sich mit nahegelegenen Elektronen.Siehe https://astronomy.stackexchange.com/a/33277/16685
Ihre oberste Frage ist, ob die Sonne an Masse zunimmt, aber der Körper Ihrer Frage fragt, woher die zusätzliche Masse in einem Neutron stammt, das aus einem Proton hergestellt wird.Dies scheinen zwei verschiedene Fragen zu sein.
Ist es überhaupt sinnvoll, für Dinge wie Sterne von Masse statt von Massenenergie zu sprechen?
** Woher kommt die Masse ** - Meinst du die Masse der Neutronen?Es ist ein bisschen unklar, was du meinst.Vielleicht sollten Sie fragen, woher die Neutronen kommen.
Es scheint ziemlich klar zu sein, dass die Masse der Sonne nicht zunimmt.Es sendet Partikel in den Weltraum (Sonnenwind) und sendet e.m.Strahlung.Also nimmt ihre Masse ab.Ihre Masse wird durch die Absorption kosmischer Teilchen erhöht, aber diese Zunahme wird durch die Abnahme überwältigt.
@descheleschilder Natürlich nimmt die Sonnenmasse ab, aber die Protonenmasse beim Wechsel in ein Neutron. Liegt dies an einem kleineren Neutronenvolumen, sodass Quarks mehr Geschwindigkeit und Energie haben.
Beziehen Sie sich auf die Fusion zweier Deuteronen?
Wenn ja, dann ist die Antwort einfach.Die verringerte kombinierte Masse von zwei Protonen und einem Neutron ermöglicht es, ein freies Neutron mit einer höheren Masse als ein Proton zu bilden.Weitere Details siehe unten.
Sieben antworten:
Ross Presser
2020-01-30 02:21:51 UTC
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Während ein freies Neutron mehr Masse als ein freies Proton hat, hat ein gebundener Helium-4-Kern weniger Masse als zwei freie Protonen und zwei freie Neutronen.Tatsächlich hat der Helium-4-Kern weniger Masse als vier freie Protonen.Der Unterschied liegt in der Bindungsenergie des Kerns.Daher verlieren Sterne, wie in den anderen Antworten richtig angegeben, durch ihre Fusionsreaktionen ständig Masse und gewinnen sie nicht an.

Ja, aber wenn Sie die Masse aufgrund der Fusion subtrahieren, fügen Sie aufgrund der Bildung von Neutronen einige hinzu .... Stimmt das ...
@jbradvi9: Nein, das stimmt nicht.Wie diese Antwort und die mit Codename 47 klar sagen, sind die Neutronen und Protonen in einem Helium-4-Kern weniger als 2 freie Protonen und 2 freie Neutronen.Was ist im Grunde der Grund, warum Fusion ein exothermer Prozess ist, nein?
@jbradvi9: Die Zwischenschritte auf dem Weg von 4x freien Protonen zu 1x He-Kern enthalten keine * freien * Neutronen, daher ist die Masse eines freien Neutrons nicht direkt relevant.
Diese Antwort sollte bearbeitet werden, um darauf hinzuweisen, dass ein Helium-4-Kern weniger Masse als vier freie Protonen hat.Es ist zwar wahr, dass es auch weniger Masse als zwei freie Protonen und zwei freie Neutronen hat, aber das beweist den Punkt nicht.
Anscheinend liegt die Verlustrate bei etwa 4 Millionen Tonnen pro Sekunde.Plus 1,5 oder so zum Sonnenwind ...
Ich habe auf der Rückseite ein paar Stimmen nach oben bearbeitet
@jamesqf Ich denke, die Art und Weise, wie Sie dies angegeben haben, ist etwas verwirrend.Es ist nicht sinnvoll, die Frage zu stellen: "Wie groß ist die Masse eines Neutrons * im * He-Kern im Vergleich zu einem freien Neutron?"Alles, was Sie sagen können, ist, dass die Masse eines ⁴He-Kerns wesentlich geringer ist als die Masse zweier freier Protonen plus die Masse zweier freier Neutronen.
Codename 47
2020-01-29 17:51:22 UTC
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Tatsächlich verliert die Sonne ständig an Masse.Es strahlt große Energiemengen aus und durch die Energie-Massen-Beziehung $ E = m c ^ 2 $ span> bedeutet Strahlungsenergie Strahlungsmasse.

Da die Masse eines Heliumatoms geringer ist als die Masse der vier freien Protonen, die in den Fusionsprozess eintreten, kann man die Fusion als den Prozess der Umwandlung von Masse in Energie betrachten.

Enter image description here

Um eine Nummer darauf zu setzen;es sind ungefähr 4 Millionen Tonnen pro Sekunde.
Ganz zu schweigen von Sonnenwinden, die (je nach Stern) in relativ kurzer Zeit ganze Sonnenmassen an Material abgeben können.
Ich frage mich, ob unfehlbare extrasolare Materie in erheblichem Maße zu ihrer Masse beiträgt.Das muss sicherlich nur aufgrund des Gravitationsfeldes der Sonne geschehen.Aber wieviel?
@MPW, ist der Ansicht, dass der Sonnenwind und der Sonnenstrahlungsdruck eine ziemlich bedeutende äußere Kraft auf alles ausüben, was versucht, in den Stern zu fallen.Es ist eigentlich ziemlich schwierig.
@BooleanDesigns In der Tat habe ich den Sonnenwind nicht erwähnt, weil es um die Kernfusion ging.Interessanterweise beträgt der Sonnenwindverlust weniger als die Hälfte des Massenverlusts aufgrund von Fusion.Ich hätte gedacht, es wäre mehr ...
@OscarBravo Nun, der Sonnenwind wird von demselben Kernofen angetrieben, und der größte Teil der durch die Fusion erzeugten Energie entweicht als Strahlung.Es bleibt nicht so viel übrig, um den Sonnenwind gegen die massive Schwerkraft der Sonne zu beschleunigen - der Sonnenwind ist nicht gerade langsam, aber es sind immer noch nur Hunderte von km / s.
Möglicherweise möchten Sie Ihre (richtige) Antwort umformulieren: z.'In der Tat' durch 'In der Tat' ersetzen?
@chris danke für den Vorschlag, bearbeitet.
Außerdem wird ein kleiner Prozentsatz der freigesetzten Energie als Neutrinos "abgestrahlt", da für jedes Proton, das in ein Neutron umgewandelt wird, 1 Neutrino erzeugt wird.Die Restmasse des Neutrinos ist im Vergleich zu seiner kinetischen Energie winzig.Weitere Informationen finden Sie im Wikipedia-Artikel zur p-p-Kette.
Farcher
2020-01-29 18:14:14 UTC
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Ja, die Umwandlung von Wasserstoff zu Helium durch Kernfusion setzt Energie auf Kosten der Produkte frei, die weniger Masse als die Reaktanten haben. Die Verknüpfungsgleichung zwischen Energie und Massenverlust wurde von Einstein vorgeschlagen, $ E = \ Delta m \, c ^ 2 $ span>.

Die Zahlen sind ziemlich astronomisch.

Durch die Kernfusion verliert die Sonne jeweils etwa 4 Millionen Tonnen ( $ 4 \, 000 \, 000 \, 000 \ \ mathrm {kg} $ span>) Masse second erzeugt dabei $ 3,6 \ mal 10 ^ {26} \ \ mathrm J $ span> Energie pro Sekunde.
Dies mag viel erscheinen, aber wenn die Sonne für weitere 5 $ span> Milliarden Jahre weiter schien, hätte sie etwa $ \ frac {verloren 3} {10 \, 000} ^ {\ text {th}} $ span> seiner Gesamtmasse.

Die andere Methode des Massenverlusts durch die Sonne ist der Sonnenwind, bei dem es sich um ionisierte Partikel handelt, die von der Sonnenoberfläche "abgekocht" werden.
Dieser Prozess macht ungefähr $ \ frac 14 $ span> den gesamten Massenverlust der Sonne aus.

Was ist der Unterschied zwischen einer Zunahme der Masse aufgrund der Bildung von Neutronen und einer Abnahme der Masse aufgrund der Bildung eines dichteren Elements in diesem Fall Helium?
Der Unterschied besteht darin, dass Protonen und Elektronen für sich genommen nie zu einem Neutron werden, ohne dass viel Energie eingegeben wird. Im chemischen Sprachgebrauch handelt es sich um eine endotherme Reaktion, während die Produktion eines Heliumkerns zur Emission von Energie führt - es ist eine exotherme Reaktion.Die "natürliche" Richtung einer Reaktion besteht darin, die potentielle Energie zu verringern.
Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, wenn ein upQ eine + 1-Ladung in Form eines Positrons ausstößt. Das System verliert eine Positronenmasse und eine Masse des nahe gelegenen anihiletierten Elektrons, aber Sie erhalten eine erhöhte Masse aufgrund der Bildung eines downQ im früheren Proton oder tatsächlichNeutron. Wenn die Masse des Neutrons minus der Masse des Protons größer ist als die beiden Massen eines Elektrons plus Bindungsenergie, nimmt die Masse des Systems zu ... ist es richtig? Aber dieselbe Gleichung könnte auch zu einer Abnahme der Systemmasse führen, wenn dieBindungsenergie nimmt viel Masse weg ...
Die Zahlen sind * astronomisch? * Kein Scherz!;-);
craq
2020-01-30 08:20:20 UTC
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Sterne verschmelzen Wasserstoff (nackte Protonen) mit Helium (zwei Protonen und zwei Neutronen).Die Reaktion weist jedoch eine Reihe von Zwischenschritten auf.Der erste Schritt fusioniert zwei Protonen mit Deuterium und ein Positron und ein Neutrino:

$$ ^ 1_1H + ^ 1_1H ~ \ rightarrow ~ ^ 2_1H + e ^ + + \ nu_e $$ span>

Sie haben Recht, dass ein Neutron eine höhere Ruhemasse als ein Proton hat, aber diese Reaktion erzeugt niemals ein freies Neutron.Das Neutron ist vom Moment seiner Erzeugung an an das andere Proton gebunden.Die Bindungsenergie kompensiert die zusätzliche Ruhemassenenergie

https://en.wikipedia.org/wiki/Proton%E2%80%93proton_chain_reaction

Wird dieser Massendefekt als Photonen abgestrahlt oder hängt die Masse von der Frequenz der Wellenfunktion ab, sodass möglicherweise zusammengebundene Nukleonen etwas Energie für die starke nukleare Wechselwirkung liefern und auf diese Weise aufgrund dieser Tatsache längere Wellenlängen und weniger Masse haben?
@jbradvi Entschuldigung, ich habe Ihre Frage nicht verstanden.Die Energie wird zwischen der Ruhemasse, der kinetischen Energie, den Photonen und der Bindungsenergie aufgeteilt.Sie können sich die Bindungsenergie als negativ vorstellen, da die Partikel beim Binden eine geringere Energie haben als beim Trennen.
Gibt es einen Mechanismus, der die Bindungsenergie in das Proton überträgt, um das Neutron zu erzeugen?
@Wossname Ich weiß nicht, ob "Mechanismus" das richtige Wort ist.So wie ich es verstehe, werden die Protonen aufgrund des massiven Drucks und der Temperatur in einem Stern extrem nahe beieinander gezwungen (auch bekannt als Kollision).In diesem Bereich wird die starke Kraft relevant, und Sie können sich vorstellen, dass sie vorübergehend als "Kern" mit 2 Protonen und 0 Neutronen "gebunden" werden.Da die starke Kraft wirkt, können Sie an diesem Punkt über eine Bindungsenergie sprechen oder diese berechnen.Fast sofort wandelt sich dieser sehr instabile "Kern" in einen Deuteriumkern, ein Positron, ein Neutrino und Energie um.
mathreadler
2020-01-30 02:49:00 UTC
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Nein, es nimmt an Masse ab .

Sie müssen die Bindungsenergie im Atomkern berücksichtigen.Die Protonen und Neutronen sind durch die starke Kernkraft im Kern eines Heliumatoms sehr stark miteinander verbunden.

Es braucht sehr viel Energie, um sie auseinander zu ziehen.

Zuerst müssen Sie die elektromagnetische Kraft überwinden, um sie so eng zusammenzudrücken, dass sie verschmelzen.

Aber auf der Skala eines Atomkerns ist die starke Kernkraft sehr viel stärker, sodass die elektromagnetische Kraft nach dem Verschmelzen keine Chance mehr hat, die Protonen voneinander abzustoßen.

Dr Jonathan Kimmitt
2020-01-30 17:48:12 UTC
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Die Sonne verliert ungefähr 4 Millionen Tonnen pro Sekunde an Masse.Dies geschieht größtenteils in Form von Licht (das eine Masse von E = mc ^ 2 hat) und geladenen Teilchen wie Heliumkernen

Also nehmen Photonen Masse oder Energie und Temperatur weg? ......
Masse ist gleichbedeutend mit Energie. Da die Sonne unglaublich hell ist, hat diese Energiemenge eine signifikante Masse.Photonen selbst sind masselos, nur die Wellenlänge des Photons bestimmt den Massenverlust.Die Temperatur ist eine skalare Messung, die sich auf die durchschnittliche Wellenlänge der Energieemission bezieht.
Alsee
2020-01-31 14:52:15 UTC
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Beachten Sie, dass die Frage Woher kommt die Masse, wenn Neutronen aus Protonen erzeugt werden .Ein Neutron ist im Grunde (*) ein Proton + Elektron.Die Masse war also bereits als Elektron vorhanden und verschmolz im Grunde genommen mit einem Proton, um das Neutron zu bilden.

Wie andere richtig erklärt haben, setzen Protonen und Neutronen Energie frei, wenn sie sich in einen Kern binden.E = MC ^ 2, der gebundene Kern hat eine geringere Masse als die freien Protonen und Neutronen.Diese Energie kommt als Sonnenlicht heraus.

(*) Fußnote: Der Einfachheit halber habe ich Neutrinos bewusst ignoriert.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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