Spegnere il Sole con l'acqua

Le stelle come il Sole sono molto comuni nell’universo. Sono di medie dimensioni, vivono mediamente 10 miliardi di anni, perché consumano lentamente il proprio carburante. Proprio perché hanno una vita tanto estesa, possiedono una fase di stabilità molto lunga, ossia un periodo nel quale la stella è “tranquilla”. Vediamo meglio cosa significa.
 

Una stella come il Sole è sostanzialmente composta di idrogeno (75%) ed elio (25%), più una minuscola parte trascurabile di altri elementi. Il Sole non brucia chimicamente, non avviene una reazione chimica come può essere quella tra benzina e ossigeno. Invece, produce energia attraverso reazioni di fusione nucleare, ossia fonde tra di loro protoni (il nucleo dell’atomo di idrogeno) per dare vita all’elio. Nel processo vengono prodotti neutrini, ma soprattutto energia. Infatti, la somma delle masse dei neutrini e dell’elio prodotto non è uguale a quella dei quattro protoni di partenza.

                                                              
     lo schema di funzionamento della fusione tra protoni (in realtà isotopi di idrogeno) fonte


La massa persa viene trasformata in energia, in accordo con la famossissima formula di Einstein E=mc^2, dove E è l’energia, m è la massa, c è la velocità della luce. Fermatevi un secondo a contemplare la bellezza di questa formula. Fatto? Bene, andiamo avanti.

Innanzitutto, sappiate che quando qualcosa viene riscaldato si espande. Anche il plasma di cui è composto il Sole. L’energia (il calore) prodotto all’interno del sole tende a far espandere la stella. Però questa spinta espansiva è compensata dallo stesso peso del Sole, che tende a farlo collassare su se stesso, a causa della sua stessa forza di gravità.
Le due forze, implosiva ed esplosiva, si compensano esattamente, e il Sole rimane complessivamente stabile, “tranquillo”. Questa situazione non durerà in eterno. Quando gran parte dell’idrogeno sarà consumato, la stella inizierà a fondere l’elio, e si espanderà fino a dimensioni che vanno oltre l’orbita di Mercurio. Subirà poi un nuovo collasso e successivamente una nuova espansione, e questa volta arriverà a sfiorare l’orbita della Terra. Gli strati più esterni si disperderanno nello spazio, e rimarrà solo un nucleo delle dimensioni della Terra, che si raffredderà nel corso di miliardi di anni
 

Spegnere il Sole con l'acqua?

Si può accelerare questo processo? Possiamo spegnere il Sole artificialmente? Sicuramente no, per una questione di limitatezza tecnologica. Ma se potessimo prendere una sfera d’acqua, diciamo dello stesso ordine di grandezza delle dimensioni del sole (circa un milione di Km di diametro)...e ce la gettassimo sopra…si spegnerebbe?
Beh…sarebbe la più grossa stronz…boiata che potremmo fare.
 

Innanzitutto, calcoliamo la massa di una ipotetica sfera d’acqua di queste dimensioni. È sufficiente moltiplicare la densità dell’acqua per il volume della sfera, dunque:


come la massa del Sole. Potevamo aspettarcelo, tra poco capirete il perchè.
 

Questo dato è interessante, ma per rendercene conto dobbiamo fare un passo indietro e domandarci perchè i  protoni vengono fusi assieme. Infatti, i protoni hanno carica positiva, e tendono naturalmente a respingersi vicendevolmente. Se però vengono avvicinati sufficientemente, allora diventa preponderante la forza nucleare forte, cioè la forza che tiene uniti i nuclei degli atomi (e che vince proprio la forza coloumbiana di repulsione). Quanto sufficientemente? Circa 10^(-15) metri. Sono distanze talmente piccole che non possiamo comprendere. Per portare i protoni a una simile distanza sono necessarie due cose: temperatura e densità. Sono entrambe sicuramente presenti all’interno del Sole, dove la pressione è assurdamente elevata.
 

Ecco, adesso torniamo alla nostra sfera d’acqua. Immaginiamo di buttarla sul Sole.

Cosa succederebbe? Una simile aggiunta di massa farebbe aumentare ancora di più la pressione all’interno della stella, e non di poco, considerando che la massa aggiunta è uguale alla massa del Sole. Non solo. Sfortunatamente l’acqua è composta da un atomi di ossigeno e da due atomi di idrogeno. Proprio quello che serve alla stella per fare la fusione nucleare e produrre elio.
Quindi, gettando acqua sul Sole non solo non lo spegneremmo, ma gli forniremmo combustibile e una maggiore capacità di generare energia, tanto da cambiare la natura della stella, che a quel punto diventerebbe sicuramente meno tranquilla. Esattamente l’opposto di quello che volevamo ottenere.
 

E poi c’è un altro piccolo problema. Se il Sole ha abbastanza massa da sostenere la fusione nucleare, pensate alla nostra sfera di acqua con una massa uguale. Nel momento in cui così tanta acqua viene unita assieme, diventerebbe una stella. Due Soli, ottimo. Direi che siamo già abbastanza incasinati con il riscaldamento globale, un’altra stella non ci serve.
Anche perché il Sole è in ottima salute, ha ancora 5 miliardi di anni di vita davanti a se. È scampato a decine di previsioni sulla fine del mondo, persino a quelle dei maya giornalisti che scrivono articoli deliranti un giorno si e un giorno si.

Attività solare e clima.
Che l’attività solare influenzi il clima terrestre lo sanno anche i bambini giornalisti, meno ovvio è capire in che modo. Sono state avanzate ipotesi che mettono in correlazione il numero di macchie solari (regioni più fredde sulla superficie del Sole, di colore scuro), e la radiazione emessa dalla stella.
Nel periodo compreso tra il 1645 e il 1715 si osservarono pochissime macchie solari. Lo stesso lasso di tempo è il momento centrale della cosiddetta “Piccola Era Glaciale”, un periodo che va dal 1400 al 1800, in cui la temperatura terrestre mediamente si abbassò.
Nell’inverno 1431-1432 il Po gelò, come la laguna di Venezia, su cui potevano passare i carri. A Bologna nel 1491 nevicarono 32 centimetri di neve. Non tanti direte voi. Peccato che fosse il primo di Giugno.
Nicolò De Rossi, padovano, scrisse:

 «In quest’anno molto calamitoso per le continue e grandissime neve che per due mesi e mezzo, che veramente mostrò un diluvio grande di neve che fu cosa inaudita il vedere una tanta quantità che per memoria di vecchi non si ricorda mai tanto naufragio che a pena si potevano vedere li huomini da una parte e l’altra delle strade, li coperti delle case non erano sicuri perché bisognavano che con forti travi fossero appuntellati, e continuamente ogni altro giorno farla gettare giù nelle strade con gran spesa…..»

 

Nell’inverno 1683-1684 ghiacciò il Tamigi per la bellezza di tre mesi. Diverse manifestazioni sportive si tennero sopra al ghiaccio, e anche la “Fiera sul Ghiaccio”. Vi do qualche numero. Nel gennaio del 1709, a Berlino la temperatura minima fu di -29.4 °C, a Parigi -23.1 °C, a Venezia -17.5 °C, a Faenza (ma questa prendiamola davvero con le pinze) -36°C. Il che vuol dire che comunque le temperature non erano superiori ai -30/-25. Nel gennaio 1744 a Palermo venne mezzo metro di neve. A Palermo.

Esistono altri periodi storici con queste correlazioni, tuttavia correlazione non implica causalità. Ad oggi non è chiaro se il numero di macchie solari influenzi effettivamente il clima. Sicuramente ci sono (e ci sono stati) altri fattori in gioco:   

•  l’attività vulcanica: le ceneri sparse in atmosfera sono in grado di bloccare la radiazione solare per lungo tempo. Nella Piccola Era Glaciale ci fu un aumento dell’attività vulcanica

•  circolazione di correnti marine: nel medioevo ci fu un periodo di relativo caldo. Questo fece si che i ghicciai artici si sciogliessero. L’abbassamento di salinità dovuto alla massiccia immissione di acqua dolce nell’oceano, causò un rallentamento nella corrente del golfo.

Quest’ultimo fattore è interessante, perché oggi sta succedendo la stessa cosa. Il riscaldamento globale sta portando a una diminuzione dei ghiacci drammatica. È possibile che, dopo un primo periodo di surriscaldamento, il clima della Terra precipiti nuovamente verso temperature più rigide. È solo un’ipotesi ovviamente, non c’è nulla di certo, soprattutto quando si parla di una materia così complessa come la climatologia. I fattori da tenere in gioco sono tantissimi, e spesso non si conoscono nemmeno tutti.
Oggi forse abbiamo più mezzi per affrontare inverni come quelli di cui ho parlato, ma forse proprio la tecnologia può essere un punto debole, perché ne siamo dipendenti. Certo non dico sarebbe bello, ma sicuramente interessante.
 

Visto che il protagonista di questo articolo è in qualche modo il Sole, vi lascio con un video. Sono immagini del Sole scattate dal Solar Dynamics Observatory, un satellite in attività da ormai 7 anni. Sono molto suggestive.
Ciao!

 

Fonti:
https://it.wikipedia.org/wiki/Sole
https://it.wikipedia.org/wiki/Piccola_era_glaciale
https://www.centrometeoligure.com/la-piccola-glaciale/
http://quantizzando.it/2014/09/05/spegnere-il-sole-con-lacqua/
https://amorefisico.it/2016/07/22/quanta-acqua-servirebbe-spegnere-sole/
https://it.wikipedia.org/wiki/Fusione_nucleare