Допустим, у вас выдался нелёгкий денёк на работе. И вы, вернувшись вечером домой, вздохнули, взвесили все варианты и решили уничтожить человечество. Не стесняйтесь, у всех бывают такие мысли.

Однако к вопросу нужно подойти творчески. Ядерная война, нашествие зомби или новая пандемия бубонной чумы — это, конечно, здорово, но до жути банально. Лучше действовать наверняка, глобально — например, потушить Солнце. Обычной водой.

Солнце, когда узнало о вашем плане

Вы, естественно, знаете, что костёр можно залить водой. Жидкость при контакте с огнём испаряется, при этом охлаждая топливо. Когда температура последнего падает ниже температуры воспламенения, костёр гаснет. Прибавьте к этому то, что водяной пар вытесняет кислород из очага пожара и реакция горения без окислителя прекращается.

Но Солнце, как и все прочие звёзды, не горит в привычном нам понимании этого слова. Светило состоит из газа, раскалённого проходящими в его недрах процессами ядерного синтеза. Водород в Солнце из‑за огромного давления внешних слоёв превращается в гелий, при этом выделяется огромное количество энергии, газ раскаляется, и звезда светит.

Протуберанец на Солнце. Изображение: NASA / SDO / AIA / Goddard Space Flight Center

Но мы всё-таки попробуем полить Солнце водой в качестве эксперимента — заодно узнаем, зашипит или нет.

Воды в космосе много — надо только знать, где искать. Существуют планеты, состоящие преимущественно из неё. Эти суперземли больше нашей многострадальной Земли, но меньше Урана. Хотя, учитывая состав таких небесных тел, их логичнее было бы именовать суперводами, но у учёных NASA своя атмосфера.

Gliese 1214 b рядом со своей звездой в представлении художника. Изображение: ESO / L. Calçada

Возьмём Gliese 1214 b. Она примерно в 2,7 раза больше нашей планеты и почти в семь раз тяжелее. На фоне Солнца, конечно, мелочь: оно весит в 332 940 раз больше, чем Земля. Но ничто не мешает нам прихватить десяток тысяч таких водяных миров и начать забрасывать ими звезду, чтобы посмотреть, как она отреагирует.

Физик Рэндалл Манро, автор книги «А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы», рассказал, чем должен закончиться наш эксперимент. Когда мы будем заливать Солнце потоками H2O, оно и не подумает потухнуть — напротив, звезда начнёт гореть ярче.

Дело в том, что вода содержит водород, а он служит Солнцу топливом. По мере того, как вы будете подбавлять на светило жидкости, оно будет становиться больше и горячее.

С тем же успехом вы можете тушить пожар бензином или ещё одним "оригинальным" способом.

Кстати, насчёт того, зашипит или нет: в вакууме нет вещества, которое могло бы проводить звуки, так что ответ отрицательный. Но если бы вы были способны улавливать ушами радиоволны, то слышали бы, как звучит Солнце. Учёные NASA и Стэнфордского университета перевели данные, собранные радиотелескопом SOHO, в приемлемый для людей аудиоформат. Получилось вот что.

YouTube●1:23

Не страшно? Забыл упомянуть: чтобы получить полное представление, нужно, чтобы запись звучала 24 часа в сутки и 7 дней в неделю на громкости в 100 децибел — это как на рок‑концерте. Примерно так же, только громче, пшикало бы заливаемое Солнце, если бы мы могли его услышать. Хорошо, что не можем.

Итак, по мере заливания водой Солнце будет постепенно увеличиваться, а процессы, протекающие в нём, — меняться. Так, когда вы добавите в звезду столько жидкости, что она потяжелеет в 1,7 раза, водород‑гелиевый синтез в светиле поменяется на CNO‑цикл (углерод — азот — кислород).

Сколько воды для этого понадобится? 3,4 × 10³º литра, где‑то так. Физик из Западного Техасского университета Кристофер Бэрд объясняет, что, если удвоить массу Солнца, оно будет выделять в 16 раз больше энергии и сиять во столько же раз ярче. Свечение звезды при этом поменяется с жёлтого на голубоватое.

Жизнь на Земле сдует солнечным ветром вместе с атмосферой, а поверхность стерилизует рентгеновским и ультрафиолетовым излучением.

При этом срок жизни Солнца значительно сократится: несколько миллионов лет вместо ожидаемых 5,4 миллиарда. Потому что чем ярче звезда, тем быстрее она расходует ядерное топливо.

Это уже что‑то, но, как вы понимаете, ждать всё равно слишком долго. Поэтому продолжаем лить на Солнце воду.

Интересный факт — пятна на Солнце содержат пресную воду в виде пара, и её там куда больше, чем на Земле. NSO / NSF / AURA

Когда мы зальём столько жидкости, что светило станет весить примерно в 3,3 раза больше, начнётся что‑то интересное. Из‑за чересчур сильного давления внешних слоёв Солнце сколлапсирует в чёрную дыру радиусом около 19,5 километра. Примерно такая чёрная дыра, самая маленькая из известных науке сейчас, находится в созвездии Возничего.

0:07

Тут можно прекратить лить жидкость. Нам ни к чему увеличивать чёрную дыру, потому что, поглощая материю, она в ответ щедро дарит нам рентгеновское излучение, а это лишнее.

Итак, после того, как Солнце превратится в карликовую чёрную дыру, Земля начнёт остывать. Как подсчитал физик Марко Кирко из Корнельского университета, уйдёт примерно два месяца, чтобы последнее тепло с поверхности планеты улетучилось в космос.

Теперь вы можете вздохнуть спокойно: цель достигнута. Понадобилось всего‑то 6,6 × 10³º литров воды.

Сколько нужно спичек чтобы разжечь Солнце

Достаем спички, калькулятор, Википедию, одним глазом смотрим на Солнце и начинаем считать.

Энергия, выделяемая Солнцем

В ядре Солнца осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4. При этом каждую секунду в энергию превращаются 4,26 миллиона тонн вещества (3,6*10 в 38 степени протонов), однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца — 2*10 в 27 степени тонн. Мощность ядра равна 380 йоттаваттам (3,8*10 в 26 степени Ватт), что эквивалентно детонации 9,1*10 в 10 степени мегатонн тротила в секунду.

Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии.

Т.е. получается, суммарное количество энергии, выделяемое Солнцем за одну секунду = 3,8*10 в 26 степени Вт.

Разжигать второе Солнце мы не будем, нам пока одного хватит, а вот выделить столько же энергии попробуем.

Энергия, выделяемая одной спичкой

Спичка весит около 100 мг = 0,1 грамма. Имеет длину – 50 мм, толщину - 2 мм и ширину 2 мм, получаем объем одной спички 50x2x2=200 куб. миллиметров. Удельная теплота сгорания древесины равна 15 кДж на грамм. Легко определить по часам, что спичка сгорает за 20 секунд. Значит, из 15 кДж 0,1 грамм = 1,5 кДж, развивающихся при сгорании целой спички, за одну секунду выделяется 1,5 кДж 20 секунд = 75 Дж/сек = 75 Вт

Т.е. получается, суммарное количество энергии, выделяемое при сгорании одной спички за одну секунду = 75 Вт.

Сколько спичек надо

Так сколько же спичек нам понадобиться сжечь разом, чтобы выделить столько же энергии сколько выделяет Солнце?

Считаем: 3,8 *10 в 26 / 7,5*10 в 1 = 5*10 в 24 степени спичек

Итого: нам нужно сжечь 5*10 в 24 степени спичек.

Как нам это представить и куда столько спичек запихать?

Вспоминаем: масса спички 0,1 грамма = 10 в -4 степени кг; объем спички 200 куб. миллиметров = 2*10 в -7 степени куб. метров.

Т.е. 5*10 в 24 степени спичек будут иметь массу 5*10 в 20 степени кг и объем 10 в 18 степени куб метров.

Берем лопату и грузим спички в полувагоны типа такого, объемом 120 куб метров и грузоподъемностью 60 тонн 13,8 x 2,76 x 2,79 м.

В один такой полувагон влезет (без учета коробков и пустого пространства) - 6*10 в 8 спичек (600 миллионов спичек), массой - 6*10 в 4 степени кг. (ровно 60т, хмммм)

Чтобы загрузить все спички нам нужно 8,3*10 в 15 степени полувагонов, общая длина их составит 11,454*10 в 16 степени метров.

Расстояние от Солнца до Земли жалкие 149,6 млн км, нам нужно что-то масштабнее. Диаметр Солнечной системы - около 287 миллиардов километров, уже что-то. Длина нашего поезда в 400 раз больше диаметра Солнечной системы, свету понадобится 12 лет чтобы пролететь все полувагоны.

Поезд получился по пикабушному длинный, но довольно легкий, если принимать во внимание только массу спичек.

Масса Земли 5,97*10 в 24 степени кг и она тяжелее наших спичек в 11 940 раз.

Масса Луны 7,35*10 в 22 степени кг и она тоже тяжелее наших спичек, но уже в 147 раз.

Все наши спички весят как 13 Мимасов.

Мимас - спутник Сатурна

Или как 5 Энцеладов.

Энцелад - спутник Сатурна

Сравнение размеров Земли и Энцелада

На Земле примерно 3 триллиона деревьев (3*10 в 12 степени) и скорее всего нам не хватит их чтобы сделать 5*10 в 24 степени спичек.

И всё это для того чтобы выделить энергию, выделяемую Солнцем за 1 секунду!

Источник