Чому щільність Сонця менша за внутрішні планети?

Щільність Сонця - а ртуть -5430$1410~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$ , але чи не повинно Сонце бути щільніше? Тому що, коли формувалася Сонячна система, з’явився великий диск сміття, і залежно від щільності сміття він підходив ближче чи далі від центру, який потім утворював планети, але Сонце знаходиться в центрі, і менше щільніше, ніж Меркурій, чому?$5430~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$

Сонце не однакова щільність на всьому протязі.

За даними внутрішніх сторінок MSFC, сонячна щільність у центрі сонця становить величезні 150 000 кг / м 3 . Навколо нього радіаційна зона становить близько 20000 - 200 кг / м 3 (вже менш щільна, ніж вода). Врешті-решт на краю знаходиться конвективна зона - щільність у тій частині, яку ми бачимо, набагато менш щільна, ніж наше власне повітря ...$^3$$^3$

Тож хоча середня щільність Сонця не дуже примітна, ядро ​​є найгустішим місцем у Сонячній системі.

(Поперечний переріз від Wikipedia.org )

Злиття всередині зірки впливає на щільність Сонця (що не відбувається з планетою). Він створює зовнішній тиск, який врівноважується проти тяжіння сили тяжіння, тим самим зменшуючи щільність, поки зірка горить. Після того, як зірка, маса сонця вже не зможе витримати синтез, що залишилося - білий карлик, який насправді набагато щільніше, ніж Меркурій.

Щільність речовини залежить не тільки від її складу, але і від температури та тиску. Немає сенсу говорити, що речовина А щільніша за речовину В, не вказуючи умови, за яких проводиться порівняння.

Для простого повсякденного прикладу, при кімнатній температурі (і тиску) вода значно щільніше, ніж повітря. Але нагріваємо їх і вище 100 ° С, і вода випаровується і фактично стає значно менш щільною, ніж повітря, навіть при тій же температурі і тиску.

(За законом ідеального газу щільність різних газів при даній температурі та тиску приблизно пропорційна їх середньої молекулярної маси. Молекулярна маса води лише приблизно вдвічі менша за діатомовий кисень та азот, які є основними компонентами повітря на Землі, і таким чином водяна пара лише приблизно наполовину щільніша, ніж повітря при однаковій температурі та тиску.)

Температура поверхні Меркурія менше 1000 ° C (а внутрішня температура не повинна бути значно більшою), і вона здебільшого складається з металів і силікатних мінералів (тобто гірських порід), які при цих температурах є твердими або рідкими. Температура Сонця тим часом перевищує 5000 ° C на поверхні (фотосфера), а всередині набагато спекотніше. Якби ви могли нагріти Меркурій до тієї ж температури, що і Сонце, більшість гірських порід і металів, з яких він складається, випарувалися б і стали набагато менш щільними. Тож велика різниця щільності просто зводиться до того, що Меркурій набагато прохолодніший за Сонце і, таким чином, здатний залишатися твердим.

Ще одна причина, чому Сонце менш щільне, ніж Меркурій, полягає в тому, що Сонце містить багато легкого газу водню (який має як дуже низьку молекулярну масу, так і дуже низьку точку випаровування), а Меркурій майже не має водню. Основною причиною цього є те, що тепло Сонця та сонячний вітер фактично видували будь-який водень та інші летючі речовини низької щільності, які колись могли мати Меркурій (або які могли існувати в його загальній зоні, поки Сонячна система формувалась ).

Саме Сонце може утримувати водень завдяки своїй величезній силі тяжіння (але, навіть, воно втрачає близько мільярда кілограмів за секунду; саме в основному це сонячний вітер, про який я згадував вище). Ртуть, однак, набагато менша, і тому її сила тяжіння недостатньо сильна, щоб утримувати власний водень так близько до Сонця.

(В основному те саме трапилося з Венерою, Землею і Марсом, саме тому ці внутрішні планети не перетворилися на величезні кулі водню, як Юпітер і Сатурн. Однак Земля і Венера були досить великими і розташовані досить далеко від Сонце, щоб вони могли повіситись на інші трохи менш летючі речовини, такі як вода та повітря . Марс розташований ще далі від Сонця, але також набагато менший від Землі, що є основною причиною того, що він сьогодні має лише дуже тонку атмосфера вуглекислого газу, і дуже мало, якщо є якась вода.)

Я б сказав, що найважливіша відповідь полягає в тому, що об'єм зірок рахується інакше, ніж для (внутрішніх) планет .
Для першої вважається велика частина газу, що оточує щільне ядро. Останні не мають достатньо значної кількості.

Це ще сильніше виражено при більших зірках.
В.Я. Canis Majoris : "З середньою щільністю від 0,000005 до 0,000010 кг / м3 зірка в сто тисяч разів менше щільна, ніж атмосфера Землі (повітря) на рівні моря. Вона також зазнає сильних втрат маси із зовнішніми шарами Зірка більше не гравітаційно пов'язана "
Так, менша щільність, ніж повітря поза МКС , і все-таки частина об’єму зірки.
Зірка випалює газ, як ні в кого справа, і величезна частина цього ще належить до його діаметра. Сонце нічим не відрізняється.

Очевидно, що ми не використовуємо однаковий показник , тому немає сенсу порівнювати значення .

Усі інші відповіді стосуються густоти Сонця, але я відчуваю, що жодна з них насправді не стосується неправильного уявлення ОП. ОП, здається, вважає, що щільніший матеріал повинен занурюватися, але це не так. Таким чином, Плутон щільніше, ніж Уран, але орбітає далі. У цьому немає нічого дивного.

Причина полягає в тому, що орбітальна енергія зберігається на невизначений час, якщо не відбудеться якась взаємодія. Планета відчуває себе «невагомою» так само, як космонавт у космічній станції, оскільки знаходиться у вільному падінні до центру маси Сонячної системи. Якщо вона не взаємодіє з іншим тілом, матерія, незалежно від її щільності, буде продовжувати орбіти на однаковій відстані від центру мас Сонячної системи , як наслідок збереження енергії.

Щільність стає проблемою лише тоді, коли предмети потрапляють у фізичний контакт, і тіло отримує поштовх від іншого тіла.

Таким чином, на орбіті космічного корабля щільні предмети просто пливуть навколо "невагомо" і не "падають" на "дно". І повітря, і об'єкти космічного корабля відчувають тяжкість, але вони падають з однаковою швидкістю, тому вони не штовхають один одного.

Коли космічний апарат знаходиться на землі , поверхня Землі підштовхується до космічного корабля і не дозволяє йому прискорюватися до центру землі. За цих обставин щільніші предмети, якщо їх не обмежувати, впадуть на підлогу космічного корабля, витісняючи менш щільне повітря . Коли вони вдаряються об підлогу, вони отримують від неї поштовх, не допускаючи їх подальшого падіння.

У космічних об'єктах фізичні контакти не підштовхують один одного, тому щільність не має ніякого значення. Трильйон тон заліза і трильйон тон кремнезему можуть мати різний об'єм, але вони мають однакову масу, тому до тих пір, поки їх взаємодія з рештою Сонячної системи буде лише гравітаційною, обидва будуть вести себе однаково.

З іншого боку, матерія, яка злилася на планету, сонце чи місяць, стане стратифікованою по щільності. Що стосується місяця або скелястої планети, це майже повністю пов'язано з просіданням щільніших матеріалів і змушенням більш об'ємних матеріалів підніматися. У випадку сонця або газового гіганта ядро ​​також буде щільніше через стиснення. Крім контактних сил, тертя також присутнє. Зауважте також, що тертя необхідне для розпаду орбіти : без цього супутники будуть орбітувати на одній висоті нескінченно.

Проста відповідь. Сонце - це переважно водень з атомною масою 1. Ртуть - це переважно (70%) метал, такий як залізо (з атомною масою 55). Залізо має голову на щільність. Щоб водень був рівним за щільністю заліза, 55 атомів водню повинні були стискатися в просторі одного атома заліза. Це відбувається в ядрі сонця, але не на всьому сонці.