Si el núcleo del Sol no está lo suficientemente caliente como para que ocurra la fusión, ¿cómo logran las estrellas más pequeñas las condiciones requeridas para la fusión?

La pregunta es:

Si el núcleo del Sol no está lo suficientemente caliente como para que ocurra la fusión, ¿cómo logran las estrellas más pequeñas las condiciones requeridas para la fusión?

Ha omitido alguna información que es crítica para responder a su pregunta, así que permítame ampliar la idea de que “el núcleo del Sol no está lo suficientemente caliente como para que ocurra la fusión”.

Eso no es exactamente cierto, por dos razones. Primero, para cualquier temperatura dada, las partículas involucradas tendrán un rango de energías. El núcleo del Sol es de aproximadamente 15 Megakelvins, que está por debajo del umbral teórico para el tipo más común de fusión nuclear que ocurre en el núcleo del Sol. Sin embargo, estadísticamente, debería haber un pequeño porcentaje de los núcleos de hidrógeno en el núcleo solar que, sin embargo, son lo suficientemente energéticos como para fusionarse.

El problema es que el Sol emite mucha más energía de la que estas anomalías estadísticas deberían poder producir, lo que indica que la fusión está ocurriendo más rápido de lo que debería.

La solución más probable para este problema es la tunelización cuántica. Debido a los efectos cuánticos, a menudo es posible que una partícula se “tunelice” a través de una barrera energética insalvable. Los núcleos de hidrógeno en el núcleo del Sol, en promedio, no son lo suficientemente energéticos como para vencer la barrera de Coulomb y fusionarse; sin embargo, una fracción significativa de ellos atravesará la barrera de Coulomb, que representa toda la energía de fusión adicional.

Se espera que la física sea la misma en estrellas más pequeñas. Al igual que en el Sol, sus núcleos probablemente no sean lo suficientemente calientes como para mantener el nivel de fusión nuclear necesario para explicar su luminosidad, pero cuando agrega un túnel cuántico a la mezcla, los números se suman.

Túnel cuántico.

Resulta que si bien hay una temperatura y una presión lo suficientemente altas como para unir a los protones, esa temperatura y presión se trata de certeza y Dios realmente juega a los dados con el Universo, sin importar lo que diga este tipo.

Entonces, la idea es que la temperatura y la presión son suficientes para acercar los protones y que la incertidumbre cuántica de su posición exacta es suficiente para “hacer un túnel” a través de la curva de energía y permitir que ocurra la fusión.

Por supuesto, a lo largo de la “ruta clásica” anterior, el 100% de los protones superan la joroba. A lo largo del camino cuántico es un porcentaje menor basado en todas las posiciones posibles de las partículas y el porcentaje que están lo suficientemente cerca como para permitir la fusión.

Tienes todo al revés. La fusión se logra mediante la gran masa de una estrella que comprime los átomos en su núcleo en átomos más grandes. El calor proviene de la energía que no puede encontrar un hogar en la estructura de los nuevos átomos.

Las estrellas más pequeñas no “alcanzan” las condiciones para la fusión nuclear: están definidas por ella. Una estrella caliente normal (no una enana marrón) contiene suficiente masa para crear fusión. Si no fuera así, probablemente no lo veríamos y no lo llamaríamos una estrella.

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