Cosè che tiene acceso il sole?
La fusione nucleare nel Sole e nelle stelle è davvero formidabile. Eccola spiegata in modo chiaro e semplice
di Massimo Teodorani – 04/02/2016
Cosè che tiene acceso il sole?
La fusione nucleare è il meccanismo che tiene acceso il Sole così come tutte le altre stelle.
Per cui dobbiamo la vita, oltre che al principio di esclusione di Pauli, che ci consente di avere
una forma distinta dalle altre, anche al Sole che consente a quella forma corporale, che ci contraddistingue, di vivere.
Per parlare di fusione nucleare nelle stelle occorre partire dal momento in cui una stella come ad esempio Sole si è formata.
Come si è formato il sole?
Tutto è nato da una nube interstellare che è collassata su se stessa a opera di forze esterne dalle
caratteristiche più svariate, come, soprattutto, le onde durto prodotte dalle supernove (immani
esplosioni stellari alla fine del loro ciclo evolutivo), la pressione esercitata dalle particelle
espulse dalle atmosfere stellari (i cosiddetti venti stellari) e i fronti durto che si formano nei bracci a spirale della nostra galassia.
Queste forze esterne hanno spinto il materiale interstellare costituito da polveri finissime e da atomi di idrogeno e di altri elementi più pesanti a collassare su se stesso.
La nube interstellare che prima era diffusa e informe comincia a diventare una palla di materia
sempre più compatta fino a che una volta che la densità di materia dentro la nube è diventata
sufficientemente elevata, la nube viene ad assumere un campo gravitazionale sempre più definito,
dove la maggior quantità di materia va gradualmente a concentrarsi nella regione centrale. In tal
modo la nube collassa sotto il suo stesso peso e nel fare questo si riscalda sempre di più, perché
un aumento della densità determina un aumento delle collisioni tra particelle le quali a loro volta,
per via dellenergia cinetica sviluppata, si riscaldano sempre più fino a che gli atomi di idrogeno
dopo aver attraversato una tiepida fase di eccitazione diventano completamente ionizzati per via
della fuoriuscita del loro unico elettrone: a questo punto la nube è fatta non più di atomi ma di un
plasma composto di protoni ed elettroni liberi e di nuclei di atomi pesanti (come ad esempio quelli
del Ferro, che sono stati precedentemente depositati nello spazio interstellare dalle supernove).
Ad un certo punto quando la nube è diventata sufficientemente concentrata e piccola, la temperatura
sale talmente che i protoni cominciano ad urtarsi con sempre maggior forza raggiungendo distanze
mutue sempre più piccole: in tal modo la forza di repulsione elettrostatica tra protoni viene resa
più efficace e quindi sembrerebbe che il processo di fusione tra protoni sia impossibile.
Ma così non è perché ad un certo punto lagitazione termica diventa talmente forte da permettere di
vincere le forze repulsive, cosa che porta finalmente allinnesco della fusione nucleare tra protoni, ovvero ciò che resta degli atomi di Idrogeno.
A questo punto quella che era una nube informe e caotica di materiale raggiunge abbastanza rapidamente una configurazione ordinata e simmetrica: quella della sfera.
Ciò avviene quando lembrione della stella diventa un bambino, ovvero quando la stella raggiunge un
equilibrio tale che la compressione verso linterno viene bloccata perché la pressione esterna
esercitata dal caldissimo materiale di fusione finisce per controbilanciare la forza gravitazionale,
che tenderebbe a far comprimere su se stessa indefinitamente la nube compatta. In tal modo abbiamo la vera e propria nascita di una stella.
Ciò può avvenire solo se il valore della massa raccolta è sufficientemente elevato da permettere
linnesco del processo, in caso contrario la palla di materia raccolta non riuscirà ad accendersi come una stella.
La potentissima forza nucleare
La potentissima forza nucleare che porta i nuclei di idrogeno (ovvero i protoni liberi) a fondersi tra di loro porterà molto presto alla formazione di nuclei di Elio.
La massa dei nuclei di Elio prodotto sarà lievemente minore della massa dei nucleoni che lhanno
formato, perché essa si sarà trasformata in energia, unenergia tremendamente elevata in grado di alimentare tutto il processo di fusione.
Il Sole, proprio in questo momento sta bruciando Idrogeno al suo interno, ed è proprio per questa ragione che il Sole emette la luce che riceviamo.
Il bruciamento dellIdrogeno per mezzo della fusione nucleare è reso efficiente e continuativo dalla meravigliosa bilancia di forze che tiene assieme una stella.
Tratto dal libro “L’Atomo e le particelle elementari” di Massimo Teodorani
L’Atomo e le Particelle Elementari – Libro
Massimo Teodorani ci guida nel mondo delle particelle elementari in un viaggio entusiasmante e
avvincente, dove linfinitamente grande e linfinitamente piccolo si intrecciano senza sosta.
Atomi che scambiano energia con la radiazione in un universo quantistico, magici legami chimici,
inquietanti forze nucleari che si liberano all’improvviso, armoniose interazioni tra le particelle
ultime in un universo in continua evoluzione, misteriose trasformazioni di particelle, tutto ciò non
può non stupire e incuriosire chiunque sia affascinato da queste realtà e curioso di conoscere i
meccanismi che regolano e tengono insieme la materia, ma che possono anche disgregarla e trasformarla.
Se un tempo si riteneva che la fisica nucleare fosse una materia complessa, L’Atomo e le particelle
elementari contraddice in pieno questa convinzione, grazie alla raccolta e all’esposizione di tutte le più importanti scoperte sul tema in un modo semplice e alla portata di tutti.
Massimo Teodorani propone le sue ricerche con grande precisione e rigore, mostrando al contempo il
lato misterioso e sorprendente della conoscenza scientifica grazie alla narrazione estremamente coinvolgente.
Massimo Teodorani
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Dalla scienza degli antichi alle superstringhe di oggi – Manuale per studenti e ricercatori http://www.macrolibrarsi.it/libri/__atomo_e_le_particelle_elementari.php?pn=1567
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