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Comment Le Soleil Brûle-T-Il Sans Oxygène?

Dan est propriétaire depuis environ 40 ans et a presque toujours effectué ses propres tâches de réparation et d’amélioration. Il est électricien agréé.

Cet énorme « feu » dans le ciel nous donne tout la vie, mais le soleil est-il vraiment en feu?

Wilderness

Le Soleil Brûle-t-Il vraiment?

La réponse rapide à cette question est que non, le soleil ne brûle pas. Du moins pas comme nous le comprenons, brûler dans notre vie quotidienne. Nous connaissons tous le feu et l’utilisons couramment à diverses fins, mais personne sur terre n’utilise le type de « feu » que le soleil utilise pour produire la lumière et la chaleur dont nous dépendons tous.

Il y a en effet une réaction qui se produit au cœur de notre soleil (et dans toutes les autres étoiles également) et c’est une réaction qui produit de grandes quantités de chaleur et de lumière mais ce n’est pas du feu. Ce que nous voyons et ressentons lorsque nous allumons un feu de camp ou une cuisinière à gaz est une réaction chimique entre l’oxygène et d’autres composés ou éléments chimiques. La réaction en cours au soleil est la fusion – une réaction nucléaire que nous commençons seulement récemment à contrôler.

Le feu de camp que nous aimons tous est une réaction chimique entre les produits chimiques organiques dans le bois et l’oxygène dans l’air.

Joadl

Qu’Est-ce que le feu?

Il s’agit d’une réaction chimique qui utilise l’élément oxygène pour oxyder d’autres éléments. Le plus souvent, nous brûlons des composés organiques, ceux qui contiennent du carbone, et le résultat est la production de dioxyde de carbone et d’eau. Dans ces cas, l’élément oxygène s’est combiné avec le carbone et l’hydrogène dans les composés brûlés pour former les nouveaux composés, mais aucun nouvel élément n’a été formé.

Il est important de comprendre que les éléments constitutifs de base des éléments sont restés inchangés, que bien que la combinaison du carbone et de l’oxygène ait produit du dioxyde de carbone, il y a toujours du carbone et de l’oxygène dans ce composé. L’action de peigner les deux éléments a libéré de l’énergie sous forme de lumière et de chaleur, tout comme le soleil, mais les éléments restent intacts et inchangés.

Un tel feu peut brûler lentement et uniformément, comme dans le cas des briquettes de charbon de bois, ou rapidement et violemment comme dans le cas de la dynamite ou de l’essence. Cependant, il brûle rapidement, mais il s’agit toujours d’une réaction chimique et l’énergie libérée est assez limitée en conséquence.

Qu’Est-Ce Que La Fusion Solaire ?

Le soleil « brûle » avec un « feu » de fusion, mais qu’est-ce que cela signifie? Nous avons déjà examiné la réaction chimique entre l’oxygène et d’autres éléments ou composés chimiques qui produisent de la lumière et de la chaleur, mais la fusion est très différente.

Vous vous souvenez des alchimistes d’il y a des centaines d’années ? Le but de qui était de changer le fer commun en or? Ils avaient découvert la chimie de base, où un composé pouvait être changé en un autre, mais à l’intérieur des éléments individuels, rien n’avait changé. Ils avaient toujours les éléments d’origine, bien que les différentes combinaisons d’éléments produisent des composés différents. Ils avaient besoin d’une réaction nucléaire, pas chimique, pour changer un élément (le fer) en un autre (l’or).

La fusion que nous voyons dans notre soleil est le résultat d’une telle réaction nucléaire; quatre atomes d’hydrogène (un élément) se combinant pour former un atome d’hélium (un autre élément de base). Il n’y a plus d’hydrogène; aucun composé qui contient encore cet élément. Tout cela est devenu de l’hélium par une réaction nucléaire et la libération d’énergie qui en résulte est énorme par rapport à un incendie chimique. Le processus réel est plus compliqué, avec plusieurs étapes intermédiaires, mais cela se résume au fait que l’hydrogène est transformé en hélium et en beaucoup d’énergie.

Il n’est pas facile d’entretenir ce four solaire massif, de le garder « brûlant ». Il nécessite des températures et des pressions incroyables pour convaincre l’hydrogène de fusionner en hélium; le soleil l’accomplit grâce à la puissance pure de la gravité que sa taille massive produit.

L’humanité a appris à produire une réaction de fusion, mais seulement une réaction incontrôlée sous la forme d’une bombe – la bombe à hydrogène utilise la fusion de la même manière que le soleil. Un jour, nous apprendrons peut-être à contrôler la réaction utilisée dans la fournaise de l’univers – un objectif élevé, mais dont nous pourrions certainement tirer profit. L’énergie illimitée sans pollution ni déchets est quelque chose dont nous avons très certainement besoin avec notre appétit insatiable pour de plus en plus d’énergie.

Le soleil est composé principalement d’hydrogène et du produit de fusion de l’hélium, mais consomme environ 600 millions de tonnes d’hydrogène chaque seconde. Cette consommation de 600 millions de tonnes ne produit que 596 tonnes d’hélium; les 4 millions de tonnes restantes de masse apparaissent sous forme d’énergie comme Einstein l’avait prédit avec sa célèbre formule de E = MC^2. Énergie = masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré ; c’est beaucoup d’énergie quand 4 millions de tonnes sont converties chaque seconde !

Un jour, le soleil sera à court d’hydrogène, mais même cela n’arrêtera pas la réaction de fusion; il est possible de fusionner des éléments plus lourds, y compris l’hélium, en éléments de plus en plus lourds. La fin n’est atteinte que lorsque le noyau des soleils est transformé en carbone – comme le carbone ne peut pas être comprimé, la fusion s’arrêtera. Lorsque ce moment viendra, notre soleil mourra, se refroidira lentement et le système solaire se refroidira pour toujours, mais le processus de mort d’une étoile est long et prolongé et ne commencera même pas avant 5 milliards d’années supplémentaires.

Donc, vous voyez, il n’y a vraiment aucun mystère sur la façon dont le soleil peut brûler sans oxygène car il ne « brûle » pas vraiment du tout. Ce que nous appelons le « feu » au soleil est plutôt une réaction nucléaire très puissante et complexe qui n’a rien à voir avec l’oxygène ou même la réaction chimique que nous appelons « combustion ».

Alchemist discovering Phosphorus, 1771, by Joseph Wright

Public Domain, via Wikimedia Commons

A hydrogen atom, with one proton and one electron.

Domaine public

Atome d’hélium, avec 2 protons, 2 neutrons et 2 électrons. Après la fusion, c’est le seul type d’atome restant; il n’y a pas d’atomes d’hydrogène.

Domaine public

©2012 Dan Harmon

Dan Harmon (auteur) de Boise, Idaho le 29 janvier 2018:

Kip:

Le soleil ne « brûle » pas du tout. Quand quelque chose brûle, que ce soit du bois, du charbon ou autre chose, c’est une réaction chimique, mais le soleil ne fait pas cela. Au lieu de cela, il y a une réaction nucléaire dans laquelle un élément se transforme en un autre, libérant ainsi d’énormes quantités d’énergie.

Martie Coetser d’Afrique du Sud le 02 février 2014:

Absolument fascinant! Ravi de vous rencontrer, wilderness:)

Silva Hayes de Spicewood, Texas le 07 janvier 2013:

Génial et effrayant à penser. Wow. Merci pour un article vraiment éclairant.

Dan Harmon (auteur) de Boise, Idaho le 05 août 2012:

En fait, la réaction est plus complexe que la simple combinaison de deux atomes d’hydrogène pour fabriquer de l’hélium, et il y a plusieurs étapes intermédiaires impliquées. Le résultat final, cependant, est comme vous le dites; l’hydrogène devient de l’hélium plus de l’énergie.

Alors que nous exploitons l’énergie du soleil maintenant, il y a des problèmes avec les latitudes nordiques, les jours nuageux, les nuits, etc. La puissance de fusion utilisable n’est, je pense, qu’une question de temps et de travail et sera de loin préférable à tout ce que nous utilisons aujourd’hui.

conradofontanilla des Philippines le 31 juillet 2012 :

A voté utile. Dans la mesure où je sais que deux atomes d’hydrogène sont impliqués. Sous haute pression et énergie, leurs protons se combinent. Lorsqu’ils se combinent, ils libèrent beaucoup plus d’énergie que celle utilisée pour les combiner. J’ai un Hub « Théorie du Big Bang, Origine de l’Univers: Quel est le Mystère? »Les formules élaborées constituent la théorie du Big Bang.

Il y a maintenant des appareils qui sont utilisés pour exploiter l’énergie de la fusion, mais jusqu’à présent gros et encombrants. L’exploitation de l’énergie solaire au moyen de panneaux solaires est désormais disponible et très pratique.

Dan Harmon (auteur) de Boise, Idaho le 08 juin 2012:

@RTalloni: Content que vous l’ayez apprécié et que vous ayez appris quelque chose de nouveau.

Oui, il y a toujours des plans – l’humanité a chaque année plus besoin d’énergie et elle peut provenir du soleil. De plus, si jamais nous apprenons à contrôler réellement la réaction que le soleil utilise, cela nous profitera beaucoup à tous.

RTalloni le 08 juin 2012:

Merci pour un regard sur la fusion solaire par rapport au feu. C’est le genre d’informations que j’aime avoir dans ma poche arrière pour surprendre les gens dans les moments de conversation. 🙂 Sérieusement, cependant, c’est intéressant.

Il existe peut-être un plan pour toute cette énergie dont nous savons très peu de choses.

Judi Brown du Royaume-Uni le 04 juin 2012:

Intéressant et facile à comprendre, même pour un idiot de physique comme moi!

Voté etc