15 Millionen Grad: eine Reise zum Mittelpunkt der Sonne von Lucie Green – review

Warum scheint die Sonne? Wie funktioniert die Sterne? Warum ist es meist Plasma nicht Gas? Grün gibt uns die aktuellen Geist-stretching Fakten und erzählt die Geschichte der Helden des solar Wissenschaft

Wir suchen nur selten direkt am es, aber wir vermissen es, wenn wir es nicht sehen können. Wenn sie es überhaupt nicht, würden wir auch verschwunden sein. Es liefert die Lebensmittel, die wir essen, die Luft die wir atmen, der Kleidung die wir tragen. Wir lesen von ihrem Licht – auf einem Bildschirm, auf Papier, innen oder heraus – denn das ist die ultimative Energiequelle: in der Tat die einzige Energiequelle. Es versorgt die Urwälder von Karbon Farnen und Koniferen, die unsere fossilen Brennstoffen wurde so, wie es die Winde für die elektrische Turbinen antreibt, die eines Tages Kohle und Öl ersetzen müssen. Auch die radioaktiven Elemente, deren Verfall und Spaltung des Planeten zu, lebendig und selbst erneuernde halten, sind stellaren Konfekt: Fragmente zunächst in geschmiedet und dann Recycling durch Supernovae explodierenden riesigen Sonnen.

Glückliche alte Sonne, der große Louis Armstrong sang, "nichts zu tun aber Roll um Himmel ganztägig hat". In der Tat ist es das einzige in unserem Sonnensystem, das wirklich hart arbeitet: jede Sekunde es 600 Millionen Tonnen Wasserstoff in 596m wandelt Tonnen Helium und die fehlenden 4 Mio. Tonnen werden durch die thermonukleare Reaktion freigesetzte Energie: ein Bonus von elektromagnetischer Strahlung verteilt über das gesamte Sonnensystem.

Eine Kleinigkeit 2 Milliardstel Dies unterstreicht eine Seite des drehenden Erde, liefert Energie in Höhe von 1.361 Joule pro Quadratmeter. Dies die kalorische macht ist, dass, die eine bloße Krume, ein Zehntel Gramm eines kommerziell vermarkteten Mais Chips, ein hungriger Menschen ableiten könnte, sagt Lucie Green hilfreich. Aber dieses Planeten Nahrung kommt jede Sekunde um jeden Quadratmeter und von diesem strahlenden Moment alle anderen folgt: alles, was jemals gelebt hat, jeder evolutionären Fortschritt, jedes menschliche Einbildung, jeden sinnliches Vergnügen und jedes Buch, einschließlich dieser. Und Sie können dies lesen, nur weil Druckerschwärze sichtbares Licht absorbiert und gebleichtem Papier es – beides von der Sonne machen reflektiert.

Aber das Licht, das die Seite – in dieser Geschichte der Forschung im Gange – trifft scheint seltsam planlos Agentur. Es beginnt im Herzen der Sonne, in einer Kugel der Materie 133.000 Mal die Masse der Erde, also durch seine eigene Schwerkraft, dass es 10 Mal die Dichte von Blei, 2,5 Mal dem Druck der Luft, und heiß genug ist, um Atome shred zerkleinert: sie werden Plasma, vierter Aggregatzustand der Materie, ein Wirbel von Elektronen und Protonen. (Im Jahr 1993 nahm die Band They Might Be Giants eine Coverversion von "Scheint warum die Sonne?", die die Zeile enthält: "die Sonne ist eine Masse von Glühlampen Gas." Sechzehn Jahre später schrieben sie ein Begleiter-Lied, das es auf "die Sonne ist ein Miasma Glühlampen Plasma" aktualisiert.)

In diesem riesigen Ofen, 15m C im Kern die höchst unwahrscheinlich passieren kann: Probieren Sie es an der Zeit. Protonen kollidieren und sobald jeder 100 Milliarden-Kollisionen überwinden, ihren Widerstand gegen einander, führen einen komplexen Dreistufen-Tanz der Union, und ein Helium-3-Kern, Freigabe zwei Neutrinos und zwei Gamma Ray Photonen in den Prozess. Die Neutrinos machen sofort die Reise vom Kern der Sonne in den Kosmos an der Lichtgeschwindigkeit, und jeder zweite 100 Milliarden von diesen Pass-through-die Größe einer menschlichen Fingerspitze Rolle, als ob es nicht da war. Gamma Ray Photonen können kaum einen Millimeter vor der Zerschlagung in Elektronen, verstreut und prallte zurück, Reisen, aber ein klein wenig Energie in den Prozess zu verlieren. Dieses bashing und Streuung passiert schätzungsweise 10 Millionen Milliarden Milliarden Mal wie die Photonen finden ihren Weg an die Oberfläche der Sonne: eine Strecke von 500m km.

Was beginnt wie ein mühsamer Kampf durch extrem dichten Plasma eine bloße Hindernislauf durch die kühleren Zonen, wird wo Atome überleben können, und das Licht, mit dem Sie diese Zeilen lesen, ist endlich durch einen weiteren Laune der Sonnenphysik veröffentlicht. Eine hochenergetische Photonen wird durch eine negative Wasserstoff-Ionen die Bläschen näher an der Oberfläche etwa einen Kilometer pro Sekunde – endlich – ein Photon des Lichtes im sichtbaren Spektrum zu veröffentlichen, die einen Strich auf der Erde machen können in der Oberfläche absorbiert rund acht Minuten.

Negative Wasserstoff-Ionen Hebamme 95 % des sichtbaren Lichts der Sonne, und für jede 100m-Wasserstoff-Atome in der Photosphäre der Sonne, gibt es nur eine negative Wasserstoff-Ionen. "Die Sonne scheint einige äußerst unwahrscheinlich Prozesse gesteuert werden", schreibt grün. "Aber natürlich, das schiere Ausmaß der Sonne macht diese Dinge möglich."

Keines dieser Ereignisse kann empirisch getestet, und sehr wenig direkt beobachtet werden kann: die ganze Geschichte durch Inferenz und Vermutung, vorsichtige Beobachtung und einige ernsthafte mathematische Physik, auf den ersten Blick von Sonnenflecken auf die Einführung der weltraumgestützten solar Observatorien zusammengebaut werden musste. Es ist eine Geschichte mit seinen Helden und Heldinnen: eine der letzteren ist Annie Jump Cannon, von Harvard im 19. Jahrhundert als ein Computer (das Wort ursprünglich beschrieben wer berechnet) rekrutiert, Stars aus ihrer Spektren zu klassifizieren: sie kategorisiert 250.000 im Leben. Ein anderer war Cecilia Payne, zuerst in Cambridge und Harvard, der erste Astronom, eine genaue Abschätzung der chemischen Zusammensetzung der Sonne zu machen, obwohl die Männer um sie herum ihre Ergebnisse akzeptieren würde.

Grün ist selbst ein solar Physiker und TV-Moderatorin und dieses Buch erzählt eine leuchtende mit (was andere Phrase kann ein Gebrauch?) eine leichte Berührung. Das Konto umfasst sowohl die Herstellung von das Sonnensystem aus einer Wolke von wirbelnden Gas und Staub und die Sonne wahrscheinlich Ende zuerst als ein roter Riese, und dann als weißer Zwerg, verblassen zu vergessen in einem langsamen, Milliarden Jahre Aussterben.

Aber der eigentliche Reiz liegt in der unvollständig Entfaltung Geschichte: der festgelegten koronale Massenauswürfe Rätsel, diese große Millionen-Meile-Stunde Blasten stellaren Stoff die Leuchten Polarlichter, Pfund Raumschiff und einmal, im Jahr 1859, Telegraphen-Ausrüstung in Brand gesetzt. Die Erzählung umfasst die bruchstückhaften Antworten geliefert in regelmäßigen Abständen durch die Finsternisse, die Messungen der außergewöhnlichen Magnetfeld der Sonne, die seltsamen Resonanzen in der Sonne, die eine neue Wissenschaft, genannt helioseismologischer, und die anhaltende Entdeckungen von den wunderbaren Voyager-Sonde ins Leben gerufen im Jahr 1977, und jetzt an oder vielleicht über den äußersten Vorposten der das Reich der Sonne ausgelöst.

Und in den nächsten zwei Jahren, die ESA und die Nasa, wird jeweils eine Weltraum-Mission zur Beobachtung der Herstellung des Sonnenwindes, während Voyager 1 und 2 noch schwach von Signalen vom äußersten Rand Weiterleitung sind starten. "Zum ersten Mal, was, das der Anfang und das Ende der Heliosphäre gleichzeitig untersucht werden," sagt grün. "Ich kann mir nicht vorstellen, dass dies jemals wieder passieren wird."

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