¿Qué hechos reales confirman que el proceso de fusión nuclear en el Sol se desencadena por la fuerza de compresión de su propio peso?

Answer 1

Toma la masa del sol. Si supongo que se formó a partir de cosas que caen en sí mismas, entonces puedo calcular cuánta energía gravitacional había. A medida que este material cae en el “sol”, la energía gravitacional se convierte en energía cinética (la manzana gana velocidad a medida que cae del árbol).

Entonces, conociendo la masa del sol, tengo una buena idea de cuánta energía cinética hay por libra de materia.

Descuidando detalles como los cambios en la densidad frente a la profundidad, tengo una buena idea de las temperaturas y las densidades que puede crear la energía gravitacional.

Luego puedo comparar eso con lo que sé de la física nuclear y la mecánica cuántica para ver si está lo suficientemente caliente y denso como para comenzar la fusión de hidrógeno-hidrógeno.

Una gran cantidad de astrofísica es el mejor juicio, pero la física del sol parece ser bastante bien entendida por lo que pude encontrar. Por ejemplo, el túnel cuántico, necesario para la fusión de HH a estas temperaturas y densidades, se usa en varios dispositivos prácticos. Está probado y entendido. No se inventa ad hoc para explicar el sol.

Answer 2

Dado que la reacción protón-protón que inicia la fusión en el sol ahora no es detectable en ningún laboratorio (y posiblemente nunca lo será), no es posible usar solo datos de observación para mostrar que la fusión en el sol funciona de esta manera. También es cierto que no podemos producir las presiones que están en la región de fusión en el sol.

Sabemos que el sol funciona de la misma manera a partir de cálculos teóricos de lo que debería suceder si los protones chocan con los protones con la frecuencia suficiente a las temperaturas y presiones que deben existir dentro del sol. Realmente no hay otras opciones que las que se resolvieron por primera vez hace muchas décadas, pero ha habido mediciones que confirman lo que se esperaba.

Estas son mediciones de la velocidad a la que los neutrinos solares de diferentes energías están abandonando el sol. La mayoría de los neutrinos interactúan tan poco que pueden atravesar el sol desde donde se producen en las reacciones de fusión donde una pequeña fracción de ellos se captura en nuestros detectores de neutrinos.

Resulta que al menos dos energías de neutrinos se han detectado a las tasas que se esperarían de los supuestos de que fueron producidas por dos reacciones diferentes dentro del sol según la teoría.

Neutrino solar – Wikipedia

Todo se reduce a la idea de que la física que explica bien las reacciones de fusión que podemos producir en el laboratorio se usa para predecir lo que debería suceder con reacciones que no podemos observar directamente. Luego, esas predicciones conducen a predicciones de los flujos de neutrinos solares, y se han observado como se esperaba.

Hay libros enteros dedicados a los cálculos detallados involucrados en calcular estas cosas, y trabajé en uno de estos en la escuela de posgrado.