Сколько золота на нашем солнце?

128

XKCD 1944 утверждает, что «на солнце больше золота, чем воды в океанах». Это правда?

the-sun

Кто здесь посмел бы противоречить xkcd.com? :-)

— StephenG

Альтернативный текст для людей, которые не хотят нажимать на XKCD: «Сетчатка - это открытая поверхность мозга, поэтому, если вы думаете о горшке с золотом, глядя на радугу, то есть один на обоих концах».

— JPhi1618

Как уже было описано на explainxkcd.com/wiki/index.php/1944

— VSZ

@StephenG Как бы мне не хотелось противоречить XKCD, радуги работают не так. Вы не получите частичную радугу, если в правильном положении просто облако. Это должны быть капли дождя.

— мистер Листер

Также обсуждается на форуме xkcd .

— Райдри

Ответы:

111

Масса солнца составляет 1,989 × 10 ³⁰ кг.

Обилие на солнце элементов дает процент 1 × 10 ^-7 % для золота ^* , так что оставляет вас с массой 1,989 × 10 ²¹ кг золота.

HowStuffWorks утверждает, что на Земле имеется 1,26 × 10 ²¹ кг воды, из которых 98% находится в океанах, то есть 1,235 × 10 ²¹ кг.

Это означало бы, что утверждение XKCD верно: на солнце в 1,6 раза больше золота, чем в океанах.

^{* Они ссылаются на WolframAlpha в качестве своего источника. Выполнение SolarAbundance "Gold" подтверждает этот (массовый) процент.}

— Ян Догген
источник

В этом расчете есть как минимум две проблемы: (1) Источник обилия не говорит, является ли процент массой или числом атомов; (2) если это процент массы, 1 × 10 -7 % означает где-то между 0,5 × 10 -7 % и 1,5 × 10 -7 %, поэтому доля может быть ниже 0,8, что меньше 1.

— Питер Тейлор

Как это золото попало туда? У меня сложилось впечатление, что, будучи звездой главной последовательности, Солнце не может создать свое собственное золото посредством синтеза элементов. Итак, я предполагаю, что золото на солнце присутствовало, когда солнце впервые начало гореть, и я думаю, что оно должно происходить от сверхновых звезд старшего поколения?

— ChocolateAndCheese

@ChocolateAndCheese Правильно, практически все элементы, более тяжелые, чем гелий на Солнце (и остальная часть солнечной системы), являются остатками более старых звезд.

— Дэн Нили,

@ Питер Тейлор, аналогично, карикатура XKCD не указывает, является ли она больше по массе или больше по количеству атомов / молекул.

— Осьминог

@ Осьминог или по объему. 2 фунта золота немного меньше 1 фунта морской воды.

— userLTK

«Изобилие элементов на Солнце - Справочник по элементам», KnowledgeDoor утверждает, что логарифм 10 оснований числа атомов золота на Солнце на каждые атомов водорода составляет . Если я правильно читаю их ссылки, то это из « Изобилия стихий: метеоритов и солнечной энергии» , Андерса, Эдварда и Николаса Гревесса, Geochimica et Cosmochimica Acta , том 53, номер 1, 1989, с. 197–214, doi: 10.1016. / 0016-7037 (89) 90286-X $10^{12}$ $1.01 \pm 0.15$

Атомная масса золота в раз превышает атомную массу водорода (более точные цифры доступны, но не имеют значения, учитывая точность атомных пропорций). Таким образом, кг золота на каждые кг водорода, что означает, что, игнорируя все остальные элементы и имея кг массы Солнца, он содержит кг золота. Принимая во внимание другие элементы - гелий на самом деле является значительным - уменьшает это значение до кг. $197$ $2020$ $10^{12}$ $1.99 \times 10^{30}$ $4 \times 10^{21}$ $3 \times 10^{21}$

Это примерно в два раза больше массы океана, что соответствует 2 стандартным отклонениям ( против стандартного отклонения в значении log 10 численности). $\log_{10} 2 \approx 0.3$ $0.15$

— Питер Тейлор
источник

Число 10 ^ 1,01 - это содержание в фотосфере относительно H = 10 ^ 12. Ожидается, что элементы, отличные от H, будут гравитационно истощены в фотосфере, поэтому это число не является представительным для всего Солнца. См. Раздел 2.2.1.2.2 здесь: par.nsf.gov/servlets/purl/10036398

— DavePhD

@DavePhD, то есть, другими словами, это заниженная оценка, усиливающая вывод?

— Питер Тейлор

да, недооценивать

— DavePhD