私たちの太陽にはどれくらいの金がありますか？

128

XKCD 1944は、「海の水よりも太陽の金の方が多い」と主張しています。これは本当ですか？

the-sun

— ヤクブ・シュトゥルク
ソース

ここで誰がxkcd.comと矛盾するだろうか？:-)

— StephenG

XKCDにクリックスルーしたくない人のための代替テキスト：「網膜は脳の露出した表面です。したがって、虹を見ながら金の鍋を考えると、両方の端にあります。」

— -JPhi1618

これは、すでに上で説明したexplainxkcd.com/wiki/index.php/1944

— VSZ

@StephenG XKCDと矛盾するのは嫌ですが、それは虹の仕組みではありません。雲が正しい位置にあるだけでは、部分的な虹は得られません。雨滴でなければなりません。

— ミスターリスター

xkcdフォーラムでも説明されています。

— レイドリ

回答:

111

太陽の質量は1.989×10 ³⁰ kgです。

太陽の元素の豊富さは、金^*に対して 1×10 ^-7％の割合を与えるため、1.989×10 ²¹ kgの金の質量が残ります。

HowStuffWorksは、地球上に1.26×10 ²¹ kgの水があり、そのうち98％が海洋にある、つまり1.235×10 ²¹ kgであると述べています。

これは、XKCDステートメントが真であることを意味します。太陽の金は海の水の1.6倍です。

^{*ソースとしてWolframAlphaを引用している。そこでSolarAbundance "Gold"を実行すると、この（質量）パーセンテージが確認されます。}

— ヤン・ドッグゲン
ソース

この計算には少なくとも2つの問題があります。（1）豊富さの原因は、割合が質量であるか原子数であるかを示していません。（2）質量の割合である場合、1×10 -7 ％は0.5×10 -7 ％から1.5×10 -7 </の間を意味しますSUP>％は、その割合が1未満である0.8、と低くすることができ

— ピーター・テイラー

その金はどのようにしてそこにたどり着きましたか？メインシーケンススターとして、太陽は元素合成によって独自の金を作成することはできないという印象を受けています。それで、太陽が最初に燃え始めたときに太陽の中の金が存在していたと推測しています、そしてそれは古い世代の超新星から来たに違いないと思いますか？

— ChocolateAndCheese

@ChocolateAndCheese正しい、太陽のヘリウム（および太陽系の残りの部分）よりも重い要素のほとんどは、古い星の残骸です。

— ダン・ニーリー

@ Peter Taylor、同様に、XKCD漫画は、それが質量によるものなのか、原子/分子の数によるものなのかを述べていません。

— タコ

@タコまたはボリュームごと。2ポンドの金は、1ポンドの海水よりもかなり小さいです。

— userLTK

「太陽の元素量-元素ハンドブック」、KnowledgeDoorは、水素の原子ごとの太陽の金の原子数の10を底とする対数はと主張しています。私が彼らの参考文献を正しく読んでいるなら、それは元素の豊富さからです： Me 石と太陽、アンダース、エドワード、ニコラス・グレヴィセス、ジオキミカとコスモチミカアクタ、ボリューム53、ナンバー1、1989、pp。197–214、doi：10.1016 / 0016-7037（89）90286-X $10^{12}$ $1.01 \pm 0.15$

金の原子質量は、水素の原子質量の倍です（より正確な数値は入手可能ですが、原子の割合の精度を考慮すると無関係です）。したがって、水素 kg ごとに kgの金、つまり他のすべての要素を無視し、太陽の質量に対して kgで実行すると、金のkg。他の要素を考慮すると-ヘリウムは実際に重要です-その値は kgに減少します。 $197$ $2020$ $10^{12}$ $1.99 \times 10^{30}$ $4 \times 10^{21}$ $3 \times 10^{21}$

これは、海洋の質量の約2倍であり、2つの標準偏差に相当します（ vs 豊富さのlog 10値のの標準偏差）。 $\log_{10} 2 \approx 0.3$ $0.15$

— ピーター・テイラー
ソース

10 ^ 1.01の数値は、H = 10 ^ 12に対する光球の存在量です。H以外の要素は、光球内で重力的に枯渇すると予想されるため、この数値は太陽全体を表すものではありません。：ここでのセクション2.2.1.2.2を参照してくださいpar.nsf.gov/servlets/purl/10036398

— DavePhD

@DavePhD、つまり、これは過小評価であり、結論を強化していますか？

— ピーターテイラー

はい、過小評価

— -DavePhD