왜 태양의 밀도가 내부 행성보다 작습니까?
답변:
태양은 전체적으로 같은 밀도가 아닙니다.
MSFC의 태양 내부 페이지 에 따르면 , 태양 중심의 코어 밀도는 무려 150,000kg / m 입니다. 그것을 둘러싸는 복사 구역은 약 20,000-200 kg / m (이미 물보다 밀도가 낮습니다) 결국 가장자리에는 대류 영역이 있습니다. 우리가 보는 부분의 밀도는 우리의 공기보다 밀도가 훨씬 낮습니다 ...
따라서 태양의 평균 밀도는 그다지 두드러지지 않지만 핵심은 태양계에서 가장 밀도가 높은 곳입니다.
( Wikipedia.org의 태양 단면 )
별 내부의 융합은 태양의 밀도에 영향을 미칩니다 (행성에서는 발생하지 않음). 그것은 중력의 인력과 균형을 이루는 외부 압력을 생성하여 별이 타는 한 밀도를 줄입니다. 일단 태양 덩어리가 더 이상 융합을 유지할 수 없게되면, 남은 것은 실제로 수성보다 훨씬 밀도가 높은 백색 왜성입니다.
물질의 밀도는 구성뿐만 아니라 온도와 압력에 달려 있습니다. 비교할 조건을 지정하지 않고 물질 A 가 물질 B 보다 밀도가 높다고 말하는 것은 의미가 없습니다 .
간단한 일상적인 예를 들어, 실온 (및 압력)에서 물은 공기보다 훨씬 밀도가 높습니다. 그러나 100 ° C 이상으로 가열하면 물이 증발하여 실제로 같은 온도와 압력에서도 공기 보다 밀도 가 훨씬 낮아 집니다 .
( 이상적인 가스 법칙에 따르면 , 주어진 온도와 압력에서 다른 가스의 밀도는 평균 분자 질량에 대략 비례합니다. 물의 분자 질량은 공기의 주요 성분 인 이원자 산소와 질소의 절반에 불과합니다 같은 온도와 압력에서 수증기는 공기의 약 절반에 불과 합니다.)
수성의 표면 온도는 1000 ° C 미만이며 내부 온도는 훨씬 더 높아서는 안되며, 주로 온도에서 고체 또는 액체 인 금속 및 규산염 광물 (예 : 암석)로 구성됩니다. 한편, 태양의 온도는 표면 (광구)에서 5000 ° C 이상이며 훨씬 더 깊습니다. 수은을 태양과 같은 온도까지 가열 할 수 있다면, 그로 구성되어있는 대부분의 암석과 금속은 증발하여 밀도가 훨씬 낮아집니다. 따라서 많은 밀도 차이는 단순히 수은이 태양보다 훨씬 시원하므로 견고하게 유지할 수 있다는 사실에 기인합니다.
태양이 수은보다 밀도가 낮은 또 다른 이유는 태양에 가벼운 수소 가스 (분자량이 매우 낮고 증발 점이 모두 낮음)가 많고 수은에는 수소가 거의 없기 때문입니다. 이것의 주된 이유는 태양의 열과 태양풍이 머큐리가 이전에 가지고 있었거나 태양계가 형성되는 동안 일반적으로 존재했던 수소 및 기타 휘발성 저밀도 물질을 효과적으로 날려 버렸기 때문입니다. ).
태양 자체는 엄청난 중력으로 인해 수소를 보유 할 수 있습니다 (그러나 그럼에도 불구하고 초당 약 10 억 킬로그램의 손실이 발생합니다. 기본적으로 위에서 언급 한 태양풍이 대부분입니다). 그러나 수은은 훨씬 작기 때문에 태양에 가까운 자체 수소를 보유 할만큼 중력이 강하지 않다.
(기본적으로 금성, 지구 및 화성에 동일한 일이 발생했기 때문에이 내부 행성이 목성과 토성처럼 거대한 수소 가스 공으로 변하지 않았지만 지구와 금성은 충분히 크고 멀리 떨어져 있습니다. 태양 은 물과 공기와 같은 약간 덜 휘발성 인 물질에 매달릴 수 있습니다. 화성은 태양에서 멀리 떨어져 있지만 지구보다 훨씬 작습니다. 이것이 오늘날 매우 얇은 이유입니다. 이산화탄소의 분위기 , 그리고 물이 있으면 거의 없습니다.)
가장 중요한 대답은 별의 양이 (내부) 행성과 다르게 계산 되기 때문 입니다.
전자의 경우, 밀도가 높은 코어를 둘러싼 대부분의 가스가 계산됩니다. 후자는 충분한 양이 없습니다.
이것은 더 큰 별에서 더욱 두드러집니다.
VY Canis Majoris : "평균 밀도가 0.000005 ~ 0.000010 kg / m3 인이 별은 해발 지구 (공기) 의 대기보다 밀도가 10 만 배나 낮습니다 . 별은 더 이상 중력 바인딩하지 "
그래, ISS의 외부 공기보다 밀도 , 여전히 별의 볼륨의 일부.
별은 아무도 비즈니스처럼 가스를 방황하고 있으며, 그 중 상당 부분은 여전히 직경으로 계산됩니다. 태양도 다르지 않습니다.
분명히 우리가하고 동일한 메트릭을 사용하지 않는 , 그래서이없는 값을 비교 어떤 점 .
다른 모든 답변은 태양의 밀도를 다루지 만 실제로는 OP의 오해를 다루는 사람이 없다고 생각합니다. OP는 밀도가 높은 재료가 가라 앉아야한다고 생각하지만, 그렇지 않습니다. 따라서 명왕성은 천왕성보다 밀도가 높지만 궤도는 더 멀어진 다. 이것에 대해 이상한 것은 없습니다.
그 이유는 어떤 종류의 상호 작용이 없으면 궤도 에너지가 무기한으로 보존되기 때문입니다. 행성은 우주 정거장에서 우주 비행사처럼 "무중력"을 느낀다. 왜냐하면 태양계의 질량 중심쪽으로 자유 낙하하기 때문이다. 그것이 다른 물체와 상호 작용하지 않는 한, 물질의 밀도에 관계없이 물질 은 에너지 보존의 결과로 태양계 질량 중심으로부터 동일한 거리에서 계속 궤도를 돌 것 입니다.
밀도는 물체가 물리적으로 접촉 할 때만 문제가되고 신체는 다른 신체로부터 푸시를받습니다.
따라서 궤도를 도는 우주선에서 조밀 한 물체는 단지 "무중력"으로 떠 다니고 "바닥"에 떨어지지 않습니다. 우주선의 공기와 물체 모두 중력을 겪고 있지만 같은 속도로 떨어 지므로 서로 밀리지 않습니다.
우주선이 지상에있을 때, 지구 표면은 우주선을 위로 밀어 올려 지구 중심으로 가속하는 것을 막습니다. 이러한 상황에서 , 조밀 한 물체가 구속되지 않으면 우주선의 바닥쪽으로 떨어지면서 밀도가 낮은 공기를 대체합니다 . 바닥에 부딪 치면 바닥에서 밀려나 계속 넘어지지 않습니다.
우주에서는 물체가 물리적 접촉으로 서로 밀리지 않으므로 밀도는 차이가 없습니다. 1 조 톤의 철과 1 조 톤의 실리카는 부피가 다를 수 있지만 질량은 동일하므로 나머지 태양계와의 상호 작용이 완전히 중력 인 한 둘 다 동일하게 작동합니다.
한편, 행성, 태양 또는 달로 합쳐진 물질은 밀도에 의해 층화됩니다. 달이나 바위 같은 행성의 경우 이것은 거의 전적으로 밀도가 높은 물질이 가라 앉고 더 많은 양의 물질이 상승하기 때문입니다. 태양이나 거대한 가스의 경우 압축으로 인해 코어가 더 조밀해질 것입니다. 접촉력 외에도 마찰도 존재합니다. 궤도 붕괴 에는 마찰이 필요 합니다. 위성이 없으면 위성이 같은 높이에서 무기한 궤도를 돌 것입니다.