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16 : Le soleil, une centrale nucléaire

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    Le soleil émet une quantité d'énergie incompréhensible, à tel point que ses rayons ultraviolets peuvent provoquer des coups de soleil à une distance de 93 millions de kilomètres. Il est également très ancien. Comme vous l'avez appris plus tôt, les preuves montrent que le Soleil s'est formé il y a environ 4,5 milliards d'années et qu'il brille depuis. Comment le soleil peut-il produire autant d'énergie pendant si longtemps ?

    La production d'énergie du Soleil est d'environ 4 × 10 26 watts. C'est incroyablement lumineux : plus lumineux qu'un billion de villes réunies chacune avec un billion d'ampoules de 100 watts. La plupart des méthodes connues de production d'énergie sont bien inférieures à la capacité du Soleil. La quantité totale d'énergie produite tout au long de la vie du Soleil est ahurissante, car le soleil brille depuis des milliards d'années. Les scientifiques n'ont pas été en mesure d'expliquer l'énergie apparemment illimitée des étoiles comme le Soleil avant le XXe siècle.

    • 16.1 : Sources d'ensoleillement : énergie thermique et gravitationnelle
      Le soleil produit une énorme quantité d'énergie à chaque seconde. Comme la Terre et le système solaire ont environ 4,5 milliards d'années, cela signifie que le Soleil produit de grandes quantités d'énergie depuis très, très longtemps. Ni la combustion chimique ni la contraction gravitationnelle ne peuvent expliquer la quantité totale d'énergie rayonnée par le Soleil pendant tout ce temps.
    • 16.2 : La masse, l'énergie et la théorie de la relativité
      L'énergie solaire est produite par les interactions de particules, c'est-à-dire de protons, de neutrons, d'électrons, de positrons et de neutrinos. Plus précisément, la source d'énergie solaire est la fusion de l'hydrogène pour former de l'hélium. La série de réactions nécessaires pour convertir l'hydrogène en hélium est appelée chaîne proton-proton. Un atome d'hélium est environ 0,71 % moins massif que les quatre atomes d'hydrogène qui se combinent pour le former, et cette masse perdue est convertie en énergie (avec la quantité d'énergie donnée par la formule E = mc2).
    • 16.3 : L'intérieur solaire - Théorie
      Même si nous ne pouvons pas voir l'intérieur du Soleil, il est possible de calculer à quoi doit ressembler son intérieur. Pour ces calculs, nous utilisons ce que nous savons du Soleil. Il est entièrement fabriqué à partir de gaz chaud. Hormis quelques changements infimes, le Soleil ne se dilate ni ne se contracte (il est en équilibre hydrostatique) et produit de l'énergie à un rythme constant. La fusion de l'hydrogène se produit au centre du Soleil et l'énergie générée est transportée vers la surface par rayonnement puis par convection.
    • 16.4 : L'intérieur du Soleil - Observations
      Les études des oscillations solaires (héliosismologie) et des neutrinos peuvent fournir des données d'observation sur l'intérieur du Soleil. La technique de l'héliosismologie a montré jusqu'à présent que la composition de l'intérieur ressemble beaucoup à celle de la surface (sauf dans le noyau, où une partie de l'hydrogène d'origine a été convertie en hélium) et que la zone de convection s'étend sur environ 30 % de la surface du Soleil jusqu'à son centre.
    • 16.E : Le soleil, une centrale nucléaire (exercices)

    Vignette : Le soleil a besoin d'une quantité incroyable d'énergie pour briller, comme il l'a fait et continuera de le faire pendant des milliards d'années. (crédit : modification de l'œuvre d'Ed Dunens)