太陽が燃えるワケ・丸いワケ

こんにちは、何度かここでお世話になっている者です。
今回は小学生みたいな質問ですが、とっても気になっているので質問させていただきます。
ずばり、・なぜ太陽は酸素がない宇宙で燃え続けることができるのか、
そして・なぜ太陽は丸いのかです。

私は学生時代に、物が燃える時には酸素が必要と習いました。
しかし、宇宙空間にある太陽は酸素がないのに燃えている事がとても疑問に思ってしまったんです。それを気づいたのは本当最近のことで、学校ももう行ってないので、周りの人間に聞いたのですが、誰もわかりませんでした。
そして、なぜ太陽が丸いのかという質問についてですが、惑星が丸いのは追突した隕石などで角がとれて丸くなったと聞いていたので、それは自分なりに納得したのですが、なぜガスの塊である太陽があの丸い状態を維持できるのかということにもとても疑問を感じました。
どっちかだけでもわかる人がいたら教えて下さい、お願いします。

No.5 ベストアンサー 回答者： globwisd 回答日時： 2008/02/02 22:05

　燃焼とは，物質と物質が合体した際に，余ったエネルギーが熱や光に変わる事です。

例えて丁度恋人同士が，付き合う前は別々に洗濯機をなけなしのお金で揃えていたものが，同居して１つ必要がなくなり換金した分，お金に余裕ができるのと似ています。
　燃焼には，(1)物質が酸素と結びついて発熱・発光するものと，(2)原始核同士が融合した際に発熱・発光するものとがあります。(1)は私達の周辺で起きる燃焼です。(2)は質量の大きい天体の中心付近でしかおきません。大方水素の原子核同士で核融合をして永年燃え続けます。水素の量が減ってくると，水素同士が核融合して出来たヘリウム同士の燃焼に変わっていきます。

　地球が丸いのは，流動体だからです。固まって流動性の無い小惑星は，いびつな形をしています。地球の中にはマグマがあるから丸いし，表面が硬い地殻で覆われているのは，丁度焼き上がって丸く膨れ上がった焼餅の表面が固まったのと似ています。
　ま，ガスやマグマの様な流動体は丸くなるしかないです。流動体が自ら立方体に成る事は先ず有り得ません。と言うのも全ての物質には万有引力が質量に正比例して働いているからです。もし物質によって質量と正比例しない様な万有引力なら球体或いは楕円体以外の形になる事は有るかもしれませんが，実際そんな事はなく，万有引力は全て質量に応じてあまねく生じるのです。ですから，一部のもののみ立方体の隅っこまで離す事はないし，もし一部の流動体の遠心力が余りにも強ければ，飛び出してしまうしかありませんよね。又他の天体と衝突して一時形を変えたりしても，丸くなって一番落ち着く形に戻るのです。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
惑星が丸い理由はよく分かりました。ありがとうございます。
太陽についてですが、上記に「水素の量が減ってくると」という記述がありますが、ということは太陽の資源にも限界があるということですよね？太陽は将来的に白色矮星になるというのを読んだんですが、太陽の温度が下がると核はどうなるんですか？
冷やされて陸的なものができたりするんですか？

補足日時：2008/02/03 00:38

No.11 回答者： noname#74145 回答日時： 2008/02/11 08:11

#10です

つまり原子の直径は100メートルにもなりその・・・
　　　　　　　　↓
つまり原子の半径は100メートルにもなりその・・・

に訂正させて頂きます

No.10 回答者： noname#74145 回答日時： 2008/02/10 13:11

核融合と化学燃焼とを例えるなら原子の大きさから考えると分かりやすいかもしれませんね。

原子核の大きさを直径１ミリの粒とすると100メートル先に電子が存在し、つまり原子の直径は100メートルにもなりその間は何も無い真空です。で化学燃焼の場合この100メーターの球がやっと接触する状態なのです。
これに対して核融合とは先ほどの１ミリの粒同士が合体する訳でイメージ的にも全く別な現象という事がお分かり戴けると思います。

いま極端に大きな力で原子を圧縮すると電子が陽子に取り込まれ中性子に変身し大きさは原子核だけになります。すると半径が1/100000になる訳ですから密度は100000^3倍になり、これがキャラメル位の大きさになったとするとその重さは何と数億トン！
これが極端に集まった物が中性子星でさらに大型の物はブラックホールになると言われています。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
なるほどぉ。。。太陽って本当にすごいんですねぇ(・_・;)

補足日時：2008/02/10 19:57

No.9 回答者： noname#74145 回答日時： 2008/02/04 20:25

核融合と酸素を介在する燃焼とはダイヤモンドと水滴くらいの違いが有ります。

全く別な現象と言う事です。

どう別かと言うと話を極限まで単純化して説明しますと

重水素（陽子一個、中性子一個、電子一個）が二個集まって原子核どおしがくっつくとヘリウム（陽子二個、中性子二個、電子二個）に化けるのですがこの時に原子核の質量が少し減ります。

減った分をMとすると発生するエネルギーEは
E=MC^2と言う式で表せますがこれがあまりにも有名なエネルギーと質量は等価であるというアインシュタインの式です。
太陽はこのエネルギーの一部を次の融合に使っているのですね。

天体が球になるのは全ての方角に均等に重力が働くからで突出した部分も引き戻されて他と同じになります。

この回答への補足

返答ありがとうございます。
核融合と燃焼は全く違う現象なんですね。
素人目で見ると両方燃えてるように見えるので、太陽も実際燃えているもんだと思っていました(^▽^;)
ということは、そもそも太陽が燃えているという表現自体が少しおかしいんですね。

「突出した部分も引き戻されて他と同じになります」
とありますが、重力ってすごいんですね。
ということは、山の高さにも限界があるってことですよね？

宇宙は不思議がいっぱい過ぎておもしろいです。

補足日時：2008/02/06 16:02

No.8 回答者： debukuro 回答日時： 2008/02/04 10:53

太陽では毎秒６００万トンの水素が反応して４００万トンのヘリウムと２００万トンの水素が出来る反応が起こっています

この過程で質量が僅かだけ少なくなりその分がエネルギーに変換されているのです
太陽の寿命はあと１００億年、今から５０億年は今と大して変わらないといわれています
以上アシモフの科学エッセイ（早川書房）を参考にしました

この回答への補足

返答ありがとうございます。
毎秒６００万トンってものすごい量ですね(￣Д￣;;
全く想像ができません・・・ｗ
太陽って忙しいんですねｗ

補足日時：2008/02/06 15:48

No.7 回答者： globwisd 回答日時： 2008/02/03 21:46

白色矮星は陸的と言うか，

陸と言うのは海があっての陸ですから，
ま，月には水は無いが海と陸があるが，
それは地球の海と陸の構造や成分が似ているからであって，
ん～ま，硬い球体ですね。
丸いダイヤモンドが輝いていると言う感じだと思いますよ。

　太陽は多くの恒星の最も標準的な大きさの様です。大きさはそんなに大きくなく，重力で起きる核融合反応は炭素と酸素の生成で最後を迎え，余生の白色矮星では余熱で輝くのだそうです。そして黒色矮星で臨終を迎え，その後は，ダークマターとして存在しますが，運次第ですが新たな重力源に吸い込まれると新たな恒星の材料として生き返り，輪廻を繰り返す筈です。

　星の一生に付いては，次のWEBサイトをご参照下さい。
http://www2u.biglobe.ne.jp/~sirokaze/space1b.html
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/uchu/kousei-8.htm
http://www.gw.hep.osaka-cu.ac.jp/vuniv/2004-phys …
http://bragi.oao.nao.ac.jp/stockroom/extra_conte …

この回答への補足

度々ありがとうございます。
なるほどぉ、なんとなくわかりました。
サイトありがとうございました！！
私には難しいところもありましたが、なんとなくわかった気がします（＾◇＾）本当なんとなくですが・・・ｗ

補足日時：2008/02/06 15:44

No.6 回答者： cliomaxi 回答日時： 2008/02/03 02:08

>なぜ、核融合は酸素がなくてもいいんですか？

ですからANo.4の私の回答に有るように「化学反応」の燃焼とは全く違うのです。

>「エネルギー」というのは太陽で言うと具体的にはどういうことですか？このエネルギーを利用して太陽が燃えているということで良いんでしょうか？

うーん。
出来れば化学や物理の基本を押さえてもらった方が良いのですが・・・・。

ANo.4で回答したように「質量とエネルギーは等価である」と云うのは、質量(のある物質)とはエネルギーの一形態であるという事です。
現在人類はまだ核融合の技術を手に入れていません。
原子爆弾や原子力発電は「核分裂」です。
どう説明すれば伝わるのか解りませんが、物質を燃やして得られるカロリー(エネルギー)を使って水の温度を上げるとか車を走らせると云ったものは或る意味間接的なエネルギーの利用です。
対して太陽が熱や光を発しているのは自分自身(の質量)をエネルギーに変換している直接的なものなのです。

この回答への補足

度々ありがとうございます。
核融合と燃焼は違うんですね、なるほど。
私は高校で科学も物理もやったことがないんですよね(^_^;)
なのでさっぱりで・・・申し訳ないです。
私の質問に親身に答えてくださってありがとうございました。

補足日時：2008/02/03 12:08

No.4 回答者： cliomaxi 回答日時： 2008/02/02 14:39

酸素を必要とするのは「化学反応」です。

太陽及び恒星は「核反応＝核融合」です。
E=MC^2(二乗)と云う公式が有り、これは簡単に云うと「エネルギーは質量と等価である」となります。
太陽の場合水素原子が核融合でヘリウム原子になりますが、この時0.7％ほど質量が失われます。
この失われた質量がエネルギーに変換されているのです。
化学反応と核反応ではそのエネルギーは比較にならないほどの開きが有ります。

惑星が何故丸いのか。
これまた大雑把に云えば、引力は物質の質量に比例し距離に反比例します。
小さく軽いものなら不定形な形ですが衛星や惑星程度の大きさになると引力はずっと強いものとなり結果最も安定する形状として球体になるのです。
決して隕石が角を削った訳では有りません。
全ての惑星や衛星がそんなにうまく隕石で球体に削れる方が「今まで一度たりとも宝くじの1等とLOTOを外した事が無い」より確率が低いくらいです。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
惑星は隕石で削れて球体になったわけじゃなかったんですね(;￫д￩)
おバカを露呈してしまいました・・・ｗ
上記の「エネルギー」というのは太陽で言うと具体的にはどういうことですか？このエネルギーを利用して太陽が燃えているということで良いんでしょうか？
おバカなために何度も質問すいません・・・

補足日時：2008/02/03 00:32

No.3 回答者： pasuterua 回答日時： 2008/02/02 12:59

ガンマ線というのが太陽の核で作られ、

それが100万年から1000万年かけて表面に出て、
電磁波として地球までに届き、地球の酸素などに
反応して光り、熱を発するようになります。
今太陽が光ってるのは8分前のものですが、
それ以前に光る元が太陽の表面に出てくるのが
人類が誕生する前のものってなんかスゴイです。
地球が太陽の光の恩恵を受けてるのは
ほんの22億分の1の光ですので、規模の
大きさはお分かりいただけるでしょうか（汗）

この回答への補足

回答ありがとうございます。
太陽の中ではなにやらすごいことが起きてるんですね。゜゜(/д<*)゜。
てっきり表面で爆発してるもんだと思っていたのでビックリしました。

補足日時：2008/02/03 00:28

No.2 回答者： moki_ 回答日時： 2008/02/02 12:36

太陽では地球上で起きている燃焼反応とは異なる反応が起きています。

「核融合」という反応です。この反応は酸素を必要としません。
(核爆発/原子力発電などの核分裂とは異なる現象です)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD# …
このURLのプロセスを経て、水素からヘリウムを作ることで莫大なエネルギーを放出し、その一部があのように光として見えているわけです。

角が無く、丸いのは自らの重力がガスをひきつけているからではないでしょうか。
厳密にいえば、プロミネンスなどのガスが逐次噴出しており、ガス体が完全に球形を成しているとは言えません

この回答への補足

回答ありがとうございます。
「核融合」により太陽は燃えているということなのですが、
肝心の核融合が私にはよくわかりません。
なぜ、核融合は酸素がなくてもいいんですか？
何度もすいません。。。

補足日時：2008/02/03 00:18