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Volume 37: Pages 159-164, 2024
Nuclear reactions in gaseous stars: Perspectives from kinetic theory and thermodynamics
Stephen J. Crothersa)
PO Box 1546, Sunshine Plaza 4558, Queensland, Australia
In the Standard Model of gaseous stars, temperature is primary both in the initiation of thermonuclear reactions to form heavier elements and the emission of radiation. These processes have been described using thermodynamic expressions. However, within any given thermodynamic relation, not only must units balance on each side, but so must thermodynamic character. Temperature, whether or not equilibrium conditions are established, must always be intensive in macroscopic thermodynamics, and mass must be extensive. This ensures that the laws of thermodynamics are respected. The theory of temperatures and nuclear reactions within gaseous stars is constructed from the kinetic theory of an ideal gas, by which temperature is introduced, in combination with gravitational and Coulomb forces. The resulting thermodynamic relations impart a nonintensive character to temperature and a nonextensive character to mass. Consequently, the theory of nuclear reactions in gaseous stars is invalid. Deprived of the only theoretical means by which the Standard Model justifies stellar nuclear reactions, the theory of gaseous stars is not viable. The most reasonable alternative rests in lattice confinement fusion and the recognition that the stars are comprised of condensed matter, namely metallic hydrogen.
Dans le Modèle Standard des étoiles gazeuses, la température joue un rôle primaire à la fois dans le déclenchement des réactions thermonucléaires pour former des éléments plus lourds et dans l'émission de rayonnements. Ces processus ont été décrits à l'aide d'expressions thermodynamiques. Pourtant, dans toute relation thermodynamique donnée, non seulement les unités doivent s’équilibrer de chaque côté, mais le caractère thermodynamique doit également s’équilibrer. La température, que les conditions d'équilibre soient établies ou non, doit toujours être intensive en thermodynamique macroscopique et la masse doit être extensive. Cela garantit que les lois de la thermodynamique sont respectées. La théorie des températures et des réactions nucléaires au sein des étoiles gazeuses est construite à partir de la théorie cinétique d'un gaz parfait, par laquelle la température est introduite, en combinaison avec les forces gravitationnelles et coulombiennes. Les relations thermodynamiques qui en résultent confèrent un caractère non intensif à la température et un caractère non extensif à la masse. Par conséquent, la théorie des réactions nucléaires dans les étoiles gazeuses est invalide. Dépourvue du seul moyen théorique par lequel le Modèle Standard justifie les réactions nucléaires stellaires, la théorie des étoiles gazeuses n'est pas viable. L’alternative la plus raisonnable réside dans la fusion de confinement par réseau et dans la reconnaissance que les étoiles sont constituées de matière condensée, notamment de l’hydrogène métallique.
Key words: Ideal Gas; Thermodynamics; Stellar Nuclear Reactions; Stellar Temperature; Liquid Metallic Hydrogen; Lattice Confinement Fusion; Intensive and Extensive Thermodynamic Coordinates.
Received: 21 February 2024; Accepted 17 April 2024; Published Online: 8 May 2024.
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