Ile złota jest w naszym słońcu?

128

XKCD 1944 twierdzi, że „słońce ma więcej złota niż wody w oceanach”. Czy to naprawdę prawda?

the-sun

— Jakub Šturc
źródło

Kto tu odważyłby się zaprzeczyć xkcd.com? :-)

— StephenG

Tekst alternatywny dla osób, które nie chcą klikać w XKCD: „Siatkówka jest odsłoniętą powierzchnią mózgu, więc jeśli myślisz o garnku ze złota, patrząc na tęczę, to jest to na OBIE”.

— JPhi1618

Zostało to już wyjaśnione na wyjaśnieniexkcd.com/ wiki

— index.php/

@StephenG Nie lubię zaprzeczać XKCD, ale nie tak działają tęcze. Nie dostaniesz częściowej tęczy, jeśli po prostu chmura jest we właściwej pozycji. To muszą być krople deszczu.

— Pan Lister

Omówiono również na forum xkcd .

— Raidri

Odpowiedzi:

111

Masa słońca wynosi 1,989 × 10 ³⁰ kg.

Obfitość w Słońcu żywiołów daje procent 1 × 10 ^-7 % dla złota ^* , dzięki czemu otrzymujesz masę 1,989 × 10 ²¹ kg złota.

HowStuffWorks stwierdza, że na Ziemi jest 1,26 × 10 ²¹ kg wody, z czego 98% znajduje się w oceanach, tj. 1,235 × 10 ²¹ kg.

Oznaczałoby to, że stwierdzenie XKCD jest prawdziwe: w słońcu jest 1,6 razy więcej złota niż w oceanach.

^{* Jako źródło podają WolframAlpha. Wykonanie „Gold” SolarAbundance potwierdza ten (masowy) procent.}

— Jan Doggen
źródło

Istnieją co najmniej dwa problemy z tym obliczeniem: (1) Źródło obfitości nie mówi, czy procent jest masą czy liczbą atomów; (2) jeśli jest to procent masy, 1 × 10 -7 % oznacza gdzieś pomiędzy 0,5 × 10 -7 % a 1,5 × 10 -7 %, więc odsetek może wynosić zaledwie 0,8, czyli mniej niż 1.

— Peter Taylor

Jak doszło do tego złota? Odnoszę wrażenie, że słońce, jako główna gwiazda sekwencji, nie może stworzyć własnego złota poprzez syntezę pierwiastków. Zgaduję więc, że złoto w słońcu było obecne, gdy słońce zaczęło płonąć, i chyba musi pochodzić z supernowych starszej generacji?

— ChocolateAndCheese

@ChocolateAndCheese Prawidłowo, praktycznie wszystkie pierwiastki cięższe niż hel w słońcu (i reszta układu słonecznego) są pozostałościami starszych gwiazd.

— Dan Neely

@ Peter Taylor, podobnie, kreskówka XKCD nie określa, czy jest to bardziej masa, czy więcej liczby atomów / cząsteczek.

— Octopus,

@Octopus lub według objętości. 2 funty złota są nieco mniejsze niż 1 funt wody morskiej.

— userLTK

„Obfitości pierwiastków w słońcu - Podręcznik elementów”, KnowledgeDoor twierdzi, że podstawowy log 10 liczby atomów złota w Słońcu na każde atomów wodoru wynosi . Jeśli poprawnie czytam ich odniesienia, to z Abundances of the Elements: Meteoritic and Solar , Anders, Edward i Nicolas Grevesse, Geochimica et Cosmochimica Acta , tom 53, nr 1, 1989, ss. 197–214, doi: 10.1016 / 0016-7037 (89) 90286-X $10^{12}$ $1.01 \pm 0.15$

Masa atomowa złota jest razy większa od masy atomowej wodoru (dostępne są bardziej dokładne liczby, ale nieistotne, biorąc pod uwagę dokładność proporcji atomowych). Zatem kg złota na każde kg wodoru, co oznacza, że ignorując wszystkie inne pierwiastki i biegając z kg dla masy Słońca, zawiera kg złota. Biorąc pod uwagę inne elementy - hel jest tak naprawdę znaczący - zmniejsza tę wartość do kg. $197$ $2020$ $10^{12}$ $1.99 \times 10^{30}$ $4 \times 10^{21}$ $3 \times 10^{21}$

Jest to około dwa razy więcej niż masa oceanu, co odpowiada 2 odchyleniom standardowym ( vs odchylenie standardowe w wartości log10 obfitości). $\log_{10} 2 \approx 0.3$ $0.15$

— Peter Taylor
źródło

Liczba 10 ^ 1,01 to obfitość fotosfery w stosunku do H = 10 ^ 12. Oczekuje się, że pierwiastki inne niż H będą zubożone grawitacyjnie w fotosferze, więc liczba ta nie jest reprezentatywna dla całego Słońca. Patrz sekcja 2.2.1.2.2 tutaj: par.nsf.gov/servlets/purl/10036398

— DavePhD

@DavePhD, czyli innymi słowy jest to niedoszacowanie, wzmacniające wniosek?

— Peter Taylor

tak, niedoceniany

— DavePhD