¿Pueden Los Científicos Crear Una Estrella En La Tierra?

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Para crear una estrella en la tierra, los científicos necesitarían una increíble cantidad de energía. Descubre cómo crear una estrella en la tierra.

En el centro de nuestro sistema solar hay un enorme generador nuclear. La Tierra gira alrededor de este cuerpo masivo a una distancia promedio de 93 millones de millas (149.6 millones de kilómetros). Es una estrella que llamamos sol. El sol nos proporciona la energía necesaria para la vida. Pero, ¿podrían los científicos crear una versión miniaturizada aquí en la Tierra?

No solo es posible, ya se ha hecho. Si piensas en una estrella como una máquina de fusión nuclear, la humanidad ha duplicado la naturaleza de las estrellas en la Tierra. Pero esta revelación tiene calificativos. Los ejemplos de fusión aquí en la Tierra son a pequeña escala y duran unos pocos segundos como máximo.

Para entender cómo los científicos pueden hacer una estrella, es necesario aprender de qué están hechas las estrellas y cómo funciona la fusión. El sol tiene aproximadamente 75 por ciento de hidrógeno y 24 por ciento de helio. Los elementos más pesados ​​constituyen el porcentaje final de la masa del sol. El núcleo del sol es intensamente caliente: las temperaturas son superiores a 15 millones de grados Kelvin (casi 27 millones de grados Fahrenheit o poco menos de 15 millones de grados Celsius).

A estas temperaturas, los átomos de hidrógeno absorben tanta energía que se fusionan. Esto no es un asunto trivial. El núcleo de un átomo de hidrógeno es un protón único. Para fusionar dos protones juntos se necesita suficiente energía para superar la fuerza electromagnética. Eso es porque los protones están cargados positivamente. Si está familiarizado con los imanes, sabe que cargas similares se repelen entre sí. Pero si tienes suficiente energía para superar esta fuerza, puedes fusionar los dos núcleos en uno solo.

Lo que te queda después de esta fusión inicial es deuterio, un isótopo del hidrógeno. Es un átomo con un protón y un neutrón. La fusión de deuterio con hidrógeno crea helio-3. La fusión de dos átomos de helio-3 juntos crea helio-4 y dos átomos de hidrógeno. Si rompe todo eso, esencialmente significa que cuatro átomos de hidrógeno se fusionan para crear un solo átomo de helio-4.

Aquí es donde la energía entra en juego. Un átomo de helio-4 tiene menos masa que cuatro átomos de hidrógeno colectivamente. Entonces, ¿a dónde va esa masa extra? Se convierte en energía. Y como la famosa ecuación de Einstein nos dice, la energía es igual a la masa de un objeto multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Eso significa que la masa de la partícula más pequeña es equivalente a una enorme cantidad de energía.

Entonces, ¿cómo pueden los científicos crear una estrella?

Cualidades estrella

El reactor de fusión National Spherical Torus Experiment en el Princeton University Plasma Physics Laboratory.

El reactor de fusión National Spherical Torus Experiment en el Princeton University Plasma Physics Laboratory.

Crear suficiente energía para vencer la fuerza electromagnética no es fácil, pero Estados Unidos logró hacerlo el 1 de noviembre de 1952. Fue entonces cuando Ivy Mike, la primera bomba de hidrógeno del mundo, detonó en la isla de Elugelab. La bomba tenía dos etapas. La primera etapa fue una bomba de fisión. Fisión Es el proceso de división de un núcleo. Es el tipo de bomba que usaron los Estados Unidos en Nagasaki y Hiroshima para poner fin a la Segunda Guerra Mundial.

El elemento de la bomba de fisión de Ivy Mike fue necesario para crear la enorme cantidad de energía necesaria para superar la fuerza electromagnética del hidrógeno para fundirlo en helio. El calor de la explosión inicial se transfirió a través de la cubierta de plomo de la bomba a un matraz que contenía deuterio líquido. Una barra de plutonio dentro del matraz actuó como el encendido de la reacción de fusión.

La explosión resultante fue de 10,4 megatones de tamaño. Destruyó completamente la isla, dejando un cráter de 164 pies de profundidad (casi 50 metros) y 1.2 millas (1.9 kilómetros) a través de [fuente: Brookings Institution]. Por un breve momento, el hombre había aprovechado el poder de las estrellas para crear un arma de inmenso poder. La edad termonuclear había comenzado.

Los laboratorios de todo el mundo ahora están tratando de encontrar una manera de aprovechar la fusión como fuente de energía. Si pueden encontrar una manera de crear reacciones sostenibles y controlables, los científicos podrían usar la fusión para proporcionar enormes cantidades de energía durante millones de años. No hay escasez de combustible: el hidrógeno es abundante y los océanos tienen grandes cantidades de deuterio.

Pero llegar al punto en que podamos aprovechar la fusión para el poder llevará años de investigación y miles de millones de dólares en recursos. La cantidad de energía requerida para iniciar la fusión junto con el intenso calor creado por el evento hace que sea difícil construir una instalación capaz de contener una reacción. Algunos científicos están considerando los láseres masivos como una forma de encender un evento de fusión. Otros están explorando opciones con plasma, el cuarto estado de la materia. Pero nadie ha desbloqueado el secreto todavía.

Entonces, podemos crear una estrella en la Tierra, al menos por un corto tiempo. Pero queda por verse si podemos sostener una creación de este tipo y aprovechar su energía asombrosa.

Aprenda más sobre las estrellas y la energía siguiendo los enlaces de la página siguiente.

Eso es fusión fría, bebé

Si bien el uso del calor para vencer la fuerza electromagnética es una forma de lograr la fusión, algunos científicos están investigando la posibilidad de usar reacciones químicas y nucleares que no requieren un calor tan intenso. Se llama fusión fría. Pero la fusión fría tiene un problema de relaciones públicas: un experimento temprano (aparentemente exitoso) más tarde se convirtió en objeto de burlas y acusaciones de fraude y incompetencia. La fusión fría puede ser una posibilidad, pero los científicos tendrán que trabajar más para convencer a los escépticos.


Suplemento De Vídeo: Una Estrella Cercana Tragó 15 Mundos Como la Tierra.




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