Frage von Maimaier, 65

Wie hell wäre es im Erdkern?

Also falls es möglich wäre ein Raum im Erdkern zu errichten mit einem Fenster, wie hell würde das Licht durch dieses Fenster scheinen?

Dort ist es doch ähnlich heiss wie in der Sonnenoberfläche, es müsste also ähnlich viel Wärmestrahlung im sichtbaren Lichtbereich abgegeben werden, nur das die Strahlungsquelle ganz nah und überall herum ist, anstatt sehr weit entfernt und nur ein kleiner Kreis am Himmel wie bei der Sonne.

Wenn dort genauso viel Licht erzeugt wird wie durch die Sonne, würde dann auch die gleiche kosmische Strahlung erzeugt werden? Entstehen dann auch z.B. radioaktive Elemente wie C14?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 22

> wie hell würde das Licht durch dieses Fenster scheinen?

Tödlich hell. Stell' Dir einfach vor, Du stehst direkt neben einem Strom flüssigen Eisens, das aus einem Hochofen strömt. Das sind ca. 2000 K. Wegen der "niedrigen" Temperatur viel Infrarot und nur wenig sichtbares Licht.

Im Erdkern sind es um die 6000 K, dreifache Temperatur ergibt 3^3 fache Strahlung, also 27 mal so viel Strahlung. Die Hälfte davon im sichtbaren Bereich.

Das ist dann so, wie wenn ein einen Quadratmeter großes Stück Sonnenoberfläche (knapp unter 6000 K) direkt an Deinem Fenster klebt. Kann man nur noch spekulieren, ob Du schneller blind oder schneller verbrannt bist.

> genauso viel Licht erzeugt wird wie durch die Sonne

Nicht genausoviel, weil die Sonne ja viel größer ist. Aber pro Quadratmeter wird gleichviel Licht abgestrahlt

> die gleiche kosmische Strahlung

Nein. Die und auch die radioaktiven Produkte entstehen durch die Kernreaktionen, nicht durch die Hitze. Und um eine Kernreaktion zu initiieren reichen die 6000 K bei weitem nicht aus.

Kommentar von TomRichter ,

Kleine Korrektur; der Satz muss heißen

dreifache Temperatur ergibt 3^4 fache Strahlung, also 81 mal so viel Strahlung.

Also noch ein wenig heißer als gedacht...

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 33

Wie hell es dort wäre, das findest Du mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz heraus.


https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz

Die Formel ist nicht sehr kompliziert:

Leistungsdichte = sigma * T^4, mit sigma = 5.673-8 * W/(m^2 * K^4)

Man setzt die Temperatur T des glühenden Körpers in Kelvin ein, aber hoch 4, und erhält die abgegebene Strahlungsleistungsdichte in Watt pro Quadratmeter.

(In Zahlen: Mit der angenommenen Temperatur von T = 6000 Kelvin komme ich auf über 70 Megawatt/qm. Eine Helligkeit und Hitze, die man nicht überleben könnte, wie direkt neben der Sonne.)

Kommentar von DieMilly ,

Für die Leuchtkraft kannst du auch direkt mit der Oberfläche rechnen 

L = 4 pi R² o T^4, mit R = 1221.000 m

Daraus ergibt sich L=1,38*10^21 W für den inneren Kern

Die Sonnenleuchtkraft ist 3.86*10^26 W, 

Also ist die Leuchtkraft des inneren Kerns rund 3,6 millionstel der Sonnenleuchtkraft.

Kommentar von Franz1957 ,

Ja, das wäre die Strahlungsleistung des inneren Erdkerns, wenn man ihn komplett aus dem umgebenden Material herausschält und von außen als Ganzes betrachtet. Bei der Fragestellung hier sieht man aber von dem leuchtenden Objekt nur einen Ausschnitt, und dessen Helligkeit ist gefragt. Deshalb ist da die Flächenleistungsdichte relevant. Die wird hauptsächlich von der Temperatur bestimmt und die wiederum ist beim inneren Erdkern (wenn wir der Angabe in der Wikipedia glauben) ebenso hoch wie die der Sonnenoberfläche.

Antwort
von BurkeUndCo, 9

Wenn es so heiß ist, wie auf der Sonnenoberfläche, dann ist es auch so hell; und das in jedem Spektralbereich.

Da es aber direkt am Fenster so hell und so heiß ist, wie an der Sonnenoberfläche, dürfte es in deinem Raum sehr schnell ungemütlich warm werden.

Antwort
von DieMilly, 20

Die Leuchtkraft des inneren Kerns ist nur rund 3,6 millionstel der Sonnenleuchtkraft. Das liegt daran, dass die Sonne eine viel größere Oberfläche (also Abstrahlungsfläche) hat als der innere Kern.

Wenn der Erdkern übrigens so viel Energie wie die Sonne abstrahlen würde, dann würde die Erde innerhalb einer Woche vollständig verdampft sein, denn die gesamte gravitative Bindungsenergie der Erde ist etwa die Energie, welche die Sonne in einer Woche abstrahlt.

Antwort
von DerOnkelJ, 31

In der Sonne läuft eine Kernfussion ab, dadurch entstehen diverse kosmische Strahlungen und die große Hitze. Stellenweise mehrere milionen Grad im Innern und ca. 5700 Grad auf der Oberfläche.

Im Erdkern befindet sich ein Kern aus flüssigem Eisen (soweit man bisher weiß ist der innere Teil aber wieder fest), der ist "nur" ca. 1600 Grad heiß.Die Hitze entsteht durch den hohen Druck und die gute Isolation durch die darüberliegenden Schichten. Dadurch entsteht Hitzestrahlung, aber keine kosmische STrahlung wie die der Sonne.

Ein Fenster um den Erdkern mit Sonnenlicht zu versorgen müsste riesig sein. Man hätte eine über 6000km lange Fensterlaibung.. also Quasi ein Rohr das da runter führt. Und jetzt versuche einfach mal durch einen 20cm kurzen Strohhalm zu gucken, we wenig Licht da noch durchkommt, und rechne das hoch auf 6500km

Kommentar von bauerjonas ,

Im Erdinnern sollen ca. 6000-6300 grad Celsius vorherrschen.....

Kommentar von DerOnkelJ ,

Ich Hab den Druck vergessen.. stimmt..mit 6000 Grad kommen wir hin.

Antwort
von weckmannu, 8

Zitat aus Wikipedia:
Die kosmische Strahlung  ist eine hochenergetische Teilchenstrahlung, die von der Sonne, der Milchstraße und von fernen Galaxien kommt.

1.)Also kommt die Strahlung nicht nur von der Sonne

2.)Die Strahlung der Sonne entsteht durch die Fusionsreaktionen im Innern der Sonne, was bei der Erde nicht der Fall ist.

Also entsteht nicht die gleiche kosmische Strahlung.

"nur dass die Strahlungsquelle ganz nah..."

Das ist ein grosser Unterschied, nicht nur ein kleiner: es wird x-mal heisser, wenn man so nah dran ist. Die Strahlungsleistung ist abhängig vom Quadrat des Abstands!

Kommentar von Maimaier ,

Das die Strahlungsleistung bei halben Abstand viermal so groß ist, liegt daran das die scheinbare Größe (Sichtwinkel Breite * Sichtwinkel Höhe)  auch viermal so groß ist.

Man könnte als Fenster ein dünnes Rohr machen, das so groß wäre wie die Sonne am Himmel, dann müsste die Lichtstrahlung die gleiche sein wie durch die Sonne.

Kommentar von weckmannu ,

Funktioniert nicht. Die "Grösse" der Sonne ist ein Winkel - 30' - . Das Rohr hat einen Durchmesser, dessen Winkel je nach Betrachtungsabstand anders ist. Mit welchem Abstand willst du auf das Fenster deiner Frage schauen?

Antwort
von Ysosy, 20

Der Erdkern leuchtet Weiß, sofern er denn aus Eisen besteht und heißer als 1500°C ist. Dementsprechend würde man in dem von Dir angesprochenen Raum, Weißes Licht haben.

Die Kosmischen Strahlung hat ein sehr Großes Spektrum. Ein Teil dieses Spektrums erzeugt auch der Erdkern. Aber auf keinen Fall ist es die „Gleiche Kosmische Strahlung“.

Anderes Beispiel. Eine Taschenlampe erzeugt auch ein Teil der Strahlung der Sonne.

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