satoの数学小説シリーズ「真理の森の数学セミナー」絶賛更新中!

どうして太陽は常に止まらずに燃え続けるのか?補足

どうして太陽は常に止まらずに燃え続けるのか?補足

おはようございます、satoです。

先日こちらの記事で「どうして太陽が止まらずに燃え続けているのか」、その仕組みについて解説をしました。
そして、それを通して自分たちがどのようにすれば止まらずに行うことができるのかについて考えてみました。

さて、私の教会には宇宙理学専攻の大学院生のメンバーがいます。
その子にこの記事について聞かれたので「専門家として何か補足したいことがありますか?」と聞いたところ

「あります!!」

とめっちゃはっきりと答えてくれました。
そして、私にさらに面白い話を教えてくれました。なので、この話を補足として記事にして共有したいと思います。

前に書いた記事で「太陽は核で水素同士が核融合して熱を放っている」と書きました。
ここで、そもそも太陽に「水素という材料」がなければ核融合は起こらないということに注意しましょう。
実際、太陽には「核融合の材料となる水素」がたくさんあるわけなのですが、ここで次の疑問が浮かびます。

今太陽にたくさんの水素があるなら、その水素が「一気に」核融合することはないのか?

言われてみれば確かに…。水素という材料があるなら、核融合を一気にしてもおかしくはありません。
もし、核融合を一気にしてしまえば、材料が尽きてそれ以上核融合ができなくなります。そうしたら太陽は熱がなくなり、その熱を受けていた私達の住む地球も氷河期…どころでなく、誰も生きられないような星になってしまいます(´;ω;`)
その前に、核融合を一気にしたら出る熱や光が大きくなります。そうすると、太陽からの光と熱が大量に来て…地球は灼熱状態(´;ω;`)

しかし、実際にはそんなことは起こらず「一定の量だけ」核融合が起きています。その結果、太陽から「変わることなく適切に」熱や光が来るのです。う~む、本当に感謝です。

さて、それはどうしてか、というと…(ここからちょっとむずかしい話)

まず、核融合というのは温度が高いほど多くするようになります。
逆に、温度が下がると核融合は少なくなります。要するに核融合は温度に依存しています。

さて、黒い丸は太陽です。
ここで、太陽の温度が高くなって、ちょっと多めに核融合をしたとします。
この時、太陽はほとんどガスなので作られたエネルギーを使って(黒い丸から赤い丸に向かうように)膨張するのです!
この膨張でエネルギーが使われたので、温度が下がります。そうすると、核融合の反応が収まるようになります。

逆に、温度が下がって核融合の反応が少なくなったとします。
そうすると、今度は太陽が(赤い丸が黒い丸まで)収縮します。すると、空気が圧縮されると熱くなるように、太陽の温度が上がるようになります。
温度が上がるから、核融合の反応が多くなるように調節されます。

つまり、太陽は「自ら膨張・圧縮すること」で核融合の量を調節するのです!
ちなみに、この原理は高校の物理でも聞いたことのある「断熱圧縮」と「熱力学第一法則」です。意外とシンプル。

本当に神様は精密に太陽を作られたなぁと感じました(ノД`)

この話をしてくれた院生の子いわく、「永遠に変わらないものとして太陽で表現したのは本当にぴったりだ」そうです。
この話を聞くと、確かにそう思います。しかも、高校でも分かるくらいの原理で太陽の温度を調節できている、ということが本当にすごいと感じます。

神様と結びつけて悟るのが「生きた学問」だと鄭明析先生の箴言にありましたが、神様を知った上で改めて物理学を考えると本当に神様すごい!となります。
本当に、神様の精密さ、全知全能さを感じるしかありません。

私も、数学を通してそのような神様を証したいです!

この記事を書いたブロガー

sato
「素直に、深く、面白く」がモットーの摂理男子。霊肉ともに生粋の道産子。30代になりました。目指せ数学者。数学というフィールドを中心に教育界隈で色々しています。
軽度の発達障害(ADHD・PD)&HSP傾向あり。

学校・学生カテゴリの最新記事