Astronomie

Die Energie der Sterne

Die Energie der Sterne

Sterne strahlen auf unterschiedliche Weise Energie aus:

1. In Form von massefreien Photonen elektromagnetischer Strahlung, von den energetischeren Gammastrahlen bis zu den weniger energetischen Radiowellen (selbst kalte Materie strahlt Photonen aus; je kälter die Materie ist, desto schwächer sind die Photonen). Sichtbares Licht ist Teil dieser Art von Strahlung.

2. In Form anderer masseloser Teilchen wie Neutrinos und Gravitonen.

3. In Form energiereicher geladener Teilchen, hauptsächlich Protonen, aber auch kleinerer Mengen verschiedener Atomkerne und anderer Arten von Teilchen. Sie sind die kosmischen Strahlen.

Alle diese emittierten Teilchen (Photonen, Neutrinos, Gravitonen, Protonen usw.) sind stabil, solange sie im Weltraum isoliert sind. Sie können Milliarden von Jahren reisen, ohne Veränderungen zu erleiden, zumindest soweit wir wissen.

Somit überleben alle diese ausgestrahlten Teilchen so weit (wie weit entfernt), wenn sie mit irgendeiner Form von Materie kollidieren, die sie absorbiert. Im Falle von Photonen wird fast jede Art von Materie verwendet. Energieprotonen sind bereits schwieriger zu stoppen und zu absorbieren, und noch schwieriger Neutrinos. Über die Gravitonen ist bisher wenig bekannt.

Angenommen, das Universum besteht nur aus Sternen, die in einer unveränderlichen Konfiguration angeordnet sind. Jedes Teilchen, das von einem Stern ausgestrahlt wird, wandert durch den Raum, bis es auf etwas trifft (einen anderen Stern) und absorbiert wird. Die Teilchen würden von einem Stern zum anderen wandern und schließlich würde jeder die gesamte Energie zurückgewinnen, die er ausgestrahlt hatte. Es scheint dann, dass das Universum für immer unveränderlich bleiben sollte.

Die Tatsache, dass es nicht so ist, ist eine Folge von drei Dingen:

1. Das Universum besteht nicht nur aus Sternen, sondern enthält auch eine erhebliche Menge an kalter Materie, von großen Planeten bis zu interstellarem Staub. Wenn diese kalte Materie ein Teilchen verlangsamt, absorbiert sie es und stößt im Gegenzug weniger energetische Teilchen aus. Das bedeutet, dass letztendlich die Temperatur der kalten Materie mit der Zeit zunimmt, während der Energiegehalt der Sterne abnimmt.

2. Einige der Teilchen (z. B. Neutrinos und Gravitonen), die von den Sternen und auch von anderen Materieformen emittiert werden, neigen so wenig dazu, von ihnen absorbiert zu werden, dass nur ein winziger Prozentsatz von ihnen absorbiert wurde, da das Universum existiert . Das entspricht der Aussage, dass der Anteil der Gesamtenergie der Sterne, die durch den Raum schwärmt, zunimmt und der Energiegehalt der Sterne abnimmt.

3. Das Universum dehnt sich aus. Jedes Jahr wird der Abstand zwischen den Galaxien größer, so dass selbst absorbierbare Teilchen wie Protonen und Photonen durchschnittlich längere Strecken zurücklegen können, bevor sie auf Materie treffen und absorbiert werden. Dies ist ein weiterer Grund dafür, dass die von den Sternen absorbierte Energie jedes Jahr geringer ist als die abgegebene, da eine zusätzliche Energiemenge benötigt wird, um den durch die Expansion erzeugten zusätzlichen Raum mit Energiepartikeln zu füllen, die bis dahin nicht absorbiert wurden.

Dieser letzte Grund ist für sich allein ausreichend. Solange sich das Universum weiter ausdehnt, wird es sich weiter abkühlen. Wenn sich das Universum wieder zusammenzieht (sofern dies der Fall ist), ist die Situation natürlich umgekehrt und es beginnt sich wieder zu erwärmen.

◄ VorherWeiter ►
Kosmischer StaubNovas und Supernovae

Video: Energie der Sterne (Oktober 2020).