ดวงอาทิตย์ของเรามีทองคำอยู่เท่าใด

128

XKCD 1944อ้างว่ามี "ทองคำในดวงอาทิตย์มากกว่าน้ำในมหาสมุทร" นี่เป็นเรื่องจริงหรือ

the-sun

ใครที่นี่จะกล้าโต้แย้ง xkcd.com? :-)

— StephenG

ข้อความแสดงแทนสำหรับผู้ที่ไม่ต้องการคลิกไปที่ XKCD: "เรตินาเป็นพื้นผิวสัมผัสของสมองดังนั้นหากคุณคิดว่าหม้อทองคำในขณะที่มองดูรุ้งก็จะมีปลายทั้งสองด้าน"

— JPhi1618

ได้มีการอธิบายไว้แล้วในexplxkcd.com/wiki/index.php/1944

— vsz

@ สตีเฟนจีมากเท่าที่ฉันเกลียดที่จะขัดแย้งกับ XKCD นั่นไม่ใช่วิธีการที่รุ้งกินน้ำ คุณไม่ได้รับรุ้งบางส่วนหากมีเมฆอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม มันต้องเป็นเม็ดฝน

— นาย Lister

นอกจากนี้ยังกล่าวถึงในฟอรั่ม xkcd

— Raidri

คำตอบ:

111

มวลของดวงอาทิตย์อยู่ที่ 1.989 × 10 ³⁰กิโลกรัม

ความอุดมสมบูรณ์ในดวงอาทิตย์ขององค์ประกอบให้เปอร์เซ็นต์ 1 × 10 ^-7 % สำหรับทองคำ ^*เพื่อให้คุณมีมวล 1.989 × 10 ²¹กิโลกรัมของทองคำ

HowStuffWorks ระบุว่ามีน้ำบนโลก1.26 × 10 ²¹กิโลกรัมซึ่ง 98% อยู่ในมหาสมุทรเช่น 1.235 × 10 ²¹กิโลกรัม

นี่หมายความว่าคำสั่ง XKCD นั้นเป็นจริง: มีทองคำ 1.6 เท่าในดวงอาทิตย์เท่ากับน้ำในมหาสมุทร

^{* พวกเขาอ้างว่า WolframAlpha เป็นแหล่งของพวกเขา การดำเนินการSolarAbundance "ทองคำ" ที่นั่นเป็นการยืนยันเปอร์เซ็นต์ (มวล)}

— ม.ค. Doggen
แหล่งที่มา

มีปัญหาอย่างน้อยสองปัญหาเกี่ยวกับการคำนวณนั้น: (1) แหล่งที่มาของความอุดมสมบูรณ์ไม่ได้บอกว่าเปอร์เซ็นต์ของมวลหรือจำนวนอะตอม (2) ถ้าเป็นเปอร์เซ็นต์ของมวล 1 × 10 -7 % หมายความว่าอยู่ระหว่าง 0.5 × 10 -7 % และ 1.5 × 10 -7 % ดังนั้นสัดส่วนอาจต่ำเพียง 0.8 ซึ่งน้อยกว่า 1

— Peter Taylor

ทองคำนั้นไปที่นั่นได้อย่างไร ฉันอยู่ภายใต้ความประทับใจว่าในฐานะดาราลำดับหลักดวงอาทิตย์ไม่สามารถสร้างทองคำของตัวเองผ่านการสังเคราะห์องค์ประกอบ ดังนั้นฉันจึงคาดเดาได้ว่าทองคำในดวงอาทิตย์มีอยู่เมื่อดวงอาทิตย์เริ่มไหม้เป็นครั้งแรกและฉันคิดว่ามันต้องมาจากซุปเปอร์โนวารุ่นเก่าใช่ไหม

— ChocolateAndCheese

@CoffeeAndCheese ถูกต้องเกือบทุกองค์ประกอบที่หนักกว่าฮีเลียมในดวงอาทิตย์ (และส่วนที่เหลือของระบบสุริยะ) เป็นซากของดาวอายุมาก

— Dan Neely

@ Peter Taylor ในทำนองเดียวกันการ์ตูน XKCD ไม่ได้ระบุว่ามันจะเพิ่มขึ้นตามมวลหรือมากกว่านั้นตามจำนวนอะตอม / โมเลกุล

— Octopus

@ Octopus หรือตามปริมาณ ทองคำ 2 ปอนด์นั้นเล็กกว่าน้ำทะเล 1 ปอนด์เล็กน้อย

— userLTK

"องค์ประกอบของอนุภาคในดวงอาทิตย์ - The Elements คู่มือ" KnowledgeDoorอ้างว่าบันทึกฐาน 10 ของจำนวนของอะตอมของทองในดวงอาทิตย์สำหรับทุกอะตอมของไฮโดรเจนเป็น0.15 ถ้าฉันอ่านข้ออ้างอิงของพวกเขาอย่างถูกต้องนั่นก็มาจากความอุดมสมบูรณ์ของธาตุ: อุกกาบาตและแสงอาทิตย์ Anders Edward และ Nicolas Grevesse, Geochimica และ Cosmochimica Actaเล่มที่ 53, หมายเลข 1, 1989, pp. 197–214, ดอย: 10.1016 / 0016-7037 (89) 90286-X $10^{12}$ $1.01 \pm 0.15$

มวลอะตอมของทองคำคือเท่าของมวลอะตอมของไฮโดรเจน (มีตัวเลขที่แม่นยำกว่า แต่ก็ไม่เกี่ยวข้องเนื่องจากความแม่นยำของสัดส่วนอะตอม) ดังนั้นทองคำกิโลกรัมต่อไฮโดรเจนกิโลกรัมซึ่งหมายความว่าไม่สนใจธาตุอื่น ๆ ทั้งหมดและวิ่งด้วยกิโลกรัมสำหรับมวลของดวงอาทิตย์มันประกอบด้วยกิโลกรัมของทองคำ การพิจารณาองค์ประกอบอื่น ๆ - ฮีเลียมมีความสำคัญจริง - ลดค่านั้นลงที่กิโลกรัม $197$ $2020$ $10^{12}$ $1.99 \times 10^{30}$ $4 \times 10^{21}$ $3 \times 10^{21}$

นี่เป็นสองเท่าของมวลมหาสมุทรซึ่งสอดคล้องกับ 2 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (เทียบกับค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่ในค่า log 10 ของความอุดมสมบูรณ์) $\log_{10} 2 \approx 0.3$ $0.15$

— ปีเตอร์เทย์เลอร์
แหล่งที่มา

หมายเลข 10 ^ 1.01 คือความอุดมสมบูรณ์ของโฟโตสเฟียร์เทียบกับ H = 10 ^ 12 องค์ประกอบอื่นที่ไม่ใช่ H คาดว่าจะหมดแรงโน้มถ่วงลงในโฟโตสเฟียร์ดังนั้นตัวเลขนี้จึงไม่ใช่ตัวแทนของดวงอาทิตย์ทั้งดวง ดูหัวข้อ 2.2.1.2.2 ที่นี่: par.nsf.gov/servlets/purl/10036398

— DavePhD

@DavePhD ดังนั้นในคำอื่น ๆ นี่เป็นประมาณการที่ต่ำกว่า

— ปีเตอร์เทย์เลอร์

ใช่ดูถูกดูแคลน

— DavePhD