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Quanto si raffredderebbe la terra se smettesse di ricevere i raggi del sole?

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Di Claudio Giulianelli

Quanto si raffredderebbe la terra se smettesse di ricevere i raggi del sole?
Il problema ovviamente non si pone, ma se il nostro pianeta smettesse di ricevere la radiazione solare quanto si raffredderebbe?

La risposta è fino a 2,73 kelvin,ossia fino a -270,42 gradi celsius, 2,73 gradi sopra lo zero assoluto.Vediamo perché. Sappiamo che il calore si trasmette in tre modi, conduzione, convezione e irraggiamento. Nel primo caso, come si riscontra spesso nella vita quotidiana, si ha quando un corpo viene messo a contatto con un corpo caldo o una sorgente di calore e il calore si propaga all’interno del corpo. La convezione è il principale modo con cui l’atmosfera scambia calore alle varie quote, ma anche quando mettiamo una pentola d’acqua a bollire,tipico dei fluidi dunque. L’irraggiamento è il modo con cui il sole scalda la terra e la terra libera il calore irraggiato dal sole durante la notte.

temp

Nella normalità di tutti i giorni il sistema terra scambia calore in tutti e tre i modi dunque, per conduzione, ossia propagazione del calore assorbito su tutte le superfici, per convezione, nei fluidi, e per irraggiamento, ossia assorbimento da parte del suolo delle onde elettromagnetiche provenienti dal sole e riemissione notturna da parte del suolo di queste sotto forma di onde con lunghezza d’onda maggiori (si tenga presente che la lunghezza di queste onde emesse ci dice la temperatura ad esempio di una stella, i cui possibili colori sono molto variegati,lo spettro di emissione).

L’azione contemporanea di tutti e tre i modi di scambio del calore permette che non ci sia una parte del pianeta che frigga,sotto il sole e un’altra che congeli. Se però la terra non ricevesse più il calore dal sole, per irraggiamento, la terra continuerebbe ad irraggiare calore. In condizioni di cielo sereno e con aria limpida per esempio le minime vengono fatte finché il suolo può irraggiare calore, ossia finché i primi raggi solari non cominciano a scaldarlo al mattino. Se il sole non ci scaldasse più questa “tipica discesa termica notturna” continuerebbe, il suolo irraggerebbe sempre più calore e il pianeta, ogni sua sostanza presente, raggiungerebbe la temperatura di 2,73 kelvin, che è l’attuale temperatura “dello spazio vuoto”.

Se prendiamo un qualunque oggetto sulla terra, che sarà in equilibrio termico con l’ambiente circostante, e lo portiamo nello spazio vuoto, questo raggiungerà una temperatura di 2,73 kelvin, che è il nuovo equilibrio termico con l’ambiente circostante. In uno scenario del genere, apocalittico, molti gas diventerebbero liquidi se non solidi.

Perché l’universo ha una “temperatura di 2,73 K?”
L’universo attualmente è in fase di espansione. Dopo il big bang la temperatura, più o meno velocemente a seconda del periodo, è cominciata a scendere. Il processo di espansione e raffreddamento continua, anzi, accelera. Attualmente siamo ad una temperatura dello spazio vuoto di 2,73 K, in calo. Ma parlando di spazio vuoto ha senso parlare di temperatura? Si, perché questa è appunto data dalla radiazione cosmica di fondo,radiazione liberata dall’esplosione primordiale del big bang. Un corpo può dunque raggiunge l’equilibrio termico con esso,tramite irraggiamento.

fusione-nucleare1

Perché il sole non dovrebbe spegnersi? Semplice, perchè è fisicamente impossibile dato che le fasi di vita di una stella prevedono che questa non passerà alla fase successiva finché non avrà consumato tutto il carburante, poiché nella fase di fusione nucleare tramite due delle 4 interazioni fondamentali della fisica nucleare forte e debole, le altre due sono gravitazionale e elettromagnetica, avvengono le fusioni degli atomi, che normalmente tendono a respingersi, ma la pressione degli strati esterni è tale da vincere questa forza repulsiva e si formano nuovi elementi chimici alla cui fusione però si genera una pressione di radiazione che contrasta quella degli altri strati dovuta alla gravità. (la fusione nucleare degli atomi,avviene nel nucleo della stella). Il sole ancora ha idrogeno da convertire in elio, quindi non si spegnerà senza motivo, non collasserà per molto tempo ancora su se stesso, non si espanderà passando alla fase successiva inghiottendoci ecc.

La terra ,invece, non può schermare totalmente i raggi solari, per farlo dovrebbe essere una palla di ghiaccio, e anche se buona parte della sua acqua si trasformasse in vapore e/o nubi queste non schermerebbero totalmente i raggi solari, neanche se il pianeta venisse completamente oscurato dalle nubi stesse. Sarebbe un cataclisma si, ma la radiazione passerebbe lo stesso e il valore di 2,73 kelvin rimarrebbe ancora utopico da raggiungere. Quindi , in conclusione è una temperatura irraggiungibile naturalmente sul nostro pianeta, anche nella più estrema e fantascientifica delle ipotesi.

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