Czy łyżka gwiazdy neutronowej pozostanie nietknięta?

10

Słyszałem, jak ludzie mówią, że łyżka gwiazdy neutronowej ważyłaby ponad miliard ton. Gdybyśmy kiedykolwiek mogli wziąć jedną łyżkę stołową, czy nadal pozostawałaby nietknięta przy tej samej gęstości?

matryoshka
źródło

Odpowiedzi:

12

Jeśli weźmiemy materiał gwiazdy neutronowej i w jakiś sposób przetransportujemy go gdzieś do badania (powiedzmy Ziemię!), Wyniki byłyby katastrofalne. Na przykład gęstość kg / m 3 neutrony mają gęstość liczbową ∼ 6 × 10 43 m - 3 i wewnętrzną gęstość energii kinetycznej 3 × 10 32 J / m 3 (obliczoną przy użyciu odpowiednich równań dla idealnego gaz zdegenerowanych neutronów o tej gęstości). Więc nawet w łyżce stołowej (powiedzmy 20 ml, która miałaby masę 2 miliardów ton!), Jest 6 × 10 27101736×104333×103236×1027J energii kinetycznej (15 razy więcej niż Słońce emituje w ciągu sekundy lub kilka miliardów bomb atomowych), a ta zostanie natychmiast uwolniona .

Energia ma postać około neutronów podróżujących w temperaturze około 0,1-0,2 c . Mówiąc z grubsza, jest to jak połowa neutronów (około miliarda ton) podróżujących z prędkością 0,1 c wbijających się w Ziemię. Jeśli poprawnie wykonałem matematykę, jest to mniej więcej odpowiednik 50-kilometrowej asteroidy w pobliżu Ziemi uderzającej w Ziemię z prędkością 30 km / s.1039cc

Neutrony w gęstym gazie gwiazdy neutronowej są względnie stabilne (rozpad beta jest blokowany przez degenerację elektronów). Ekspansja opisana powyżej pozwoliłaby na rozpad beta na protony i elektrony, ale ponieważ dzieje się tak w 10-minutowych skalach czasowych, nie ma to większego znaczenia dla początkowego zniszczenia. Jednak skończyłbyś po kilkudziesięciu minutach z rozszerzającą się chmurą zjonizowanego wodoru o średnicy kilku minut świetlnych.

0.15M

Rob Jeffries
źródło
Co jeśli wybraliśmy obojętny neutron? (btw: „Wolny neutron rozpada się z okresem półtrwania około 10,3 minuty” -> więc nie powinien wysadzić wszystkiego natychmiast ... chociaż intensywność „promieniowania rozpadu” łyżki tego materiału prawdopodobnie przyćmiłaby jakikolwiek bomby atomowe nawet bez reakcji łańcuchowej
SF.
c
Dobra, teraz rozumiem - pomyliłeś mnie z „energią kinetyczną”, która zwykle kojarzy się z ruchem, podczas gdy w tym przypadku jest to bardziej subatomowy odpowiednik elastyczności.
SF.
@SF Nie, to ruch. Ciśnienie, teoria kinetyczna itp. Neutrony mają ogromny moment pędu.
Rob Jeffries
Imponujący. Powinno to być w kolejnej części „Co jeśli”.
Peter - przywróć Monikę
4

Nie, nie jest stabilny bez ogromnego nacisku grawitacji. Jest minimalny stabilny rozmiar, ale zdecydowanie jest większy niż łyżka.

Florin Andrei
źródło
1
Czy neutrony wróciłyby do bycia elektronem i protonem? Czy też nie jest to możliwe, ponieważ neutrina, które zostały stworzone w tym samym czasie, już nie istnieją?
matryoshka
1
@Grace, wolne neutrony spontanicznie rozpadają się na protony, elektrony i neutrina. Poszukaj informacji o rozpadzie beta.
Spencer
@Sputery wolne od neutronów w środowisku o niskiej gęstości spontanicznie rozpadają się na protony i elektrony. Nie występują w materiale gwiazdy neutronowej (lub niełatwo).
Rob Jeffries
@RobJeffries, to prawda, ale środowisko prawdopodobnie nie pozostanie w stanie wysokiej gęstości bez siły grawitacyjnej pełnej gwiazdy neutronowej, która utrzyma ją w ten sposób.
Spencer