Một muỗng canh sao neutron vẫn còn nguyên?


10

Tôi đã nghe người ta nói rằng một muỗng canh sao neutron sẽ nặng hơn một tỷ tấn. Nếu chúng ta có thể lấy một muỗng canh thì nó vẫn còn nguyên vẹn với cùng mật độ chứ?

Câu trả lời:


12

Nếu chúng ta lấy vật liệu sao neutron và bằng cách nào đó vận chuyển nó đi đâu đó để kiểm tra (nói Trái đất!), Kết quả sẽ rất thảm khốc. Có thể nói mật độ kg / m các neutron có mật độ số m mật độ động năng bên trong là J / m (được tính bằng các phương trình liên quan cho một loại khí lý tưởng của các neutron thoái hóa ở mật độ này). Vì vậy, ngay cả trong một muỗng canh (ví dụ 20ml, có khối lượng 2 tỷ tấn!), Có J động năng (gấp 15 lần Mặt trời phát ra trong một giây, hoặc vài tỷ bom nguyên tử) và điều này sẽ được phát hành101736×104333×103236×1027tức thời .

Năng lượng ở dạng khoảng neutron di chuyển ở khoảng 0,1-0,2 . Nói một cách đại khái, nó giống như một nửa số neutron (khoảng một tỷ tấn) đang di chuyển ở 0,1 đang lao vào Trái đất. Nếu tôi đã thực hiện đúng các phép toán của mình, điều đó gần tương đương với một tiểu hành tinh gần trái đất bán kính 50km đâm vào Trái đất với tốc độ 30 km / s.1039cc

Các neutron trong khí sao neutron đậm đặc tương đối ổn định (phân rã beta bị chặn bởi sự thoái hóa electron). Sự mở rộng được mô tả ở trên sẽ cho phép phân rã beta thành các proton và electron, nhưng vì điều này xảy ra trong khoảng thời gian 10 phút, nó hầu như không liên quan đến sự phá hủy ban đầu. Tuy nhiên, bạn sẽ kết thúc sau vài chục phút với đám mây hydro bị ion hóa mở rộng trong vài phút.

Kích thước tối thiểu có thể để hấp dẫn vật liệu sao neutron liên kết hấp dẫn được cho là khoảng (xem tại đây ). Mật độ electron cân bằng (luôn có một số electron và proton có trong vật liệu sao neutron) đối với khối lượng thấp hơn là quá thấp để ngăn chặn sự phân rã beta neutron.0.15M


Nếu chúng ta chọn neutronium trơ thì sao? (btw, "Một neutron tự do sẽ phân rã với chu kỳ bán rã khoảng 10,3 phút" -> vì vậy nó không nên nổ tung ngay lập tức ... mặc dù cường độ "bức xạ phân rã" của một muỗng vật liệu này có thể làm lu mờ bất kỳ bom nguyên tử ngay cả khi không có phản ứng dây chuyền.
SF.

@SF Bạn đã hoàn toàn hiểu sai câu trả lời của tôi. Vật liệu này nổ tung (mở rộng ở một phần đáng kể của ) vì áp suất thoái hóa lớn và do đó động năng. Không có gì để làm với sự phân rã neutron cả. "Neutronium trơ" là gì? c
Rob Jeffries

Được rồi, bây giờ tôi đang nhận được nó - bạn nhầm tôi với "động năng" thường liên quan đến chuyển động trong khi trong trường hợp này nó giống như một đối trọng phụ của nguyên tử đàn hồi.
SF.

@SF Không có chuyển động. Áp suất, lý thuyết động học v.v ... Các neutron có mô men rất lớn.
Rob Jeffries

Ấn tượng. Điều này sẽ có trong phần "Điều gì nếu" tiếp theo.
Peter - Tái lập Monica

4

Không, nó không ổn định nếu không có áp lực lớn từ trọng lực. Có một kích thước ổn định tối thiểu, nhưng nó chắc chắn lớn hơn nhiều so với một cái muỗng.


1
Các neutron sẽ quay trở lại là một electron và một proton? Hoặc điều đó là không thể bởi vì neutrino được tạo ra cùng một lúc không còn nữa?
matryoshka

1
@Grace, neutron tự do phân rã tự nhiên thành proton và electron và neutrino. Tra cứu phân rã beta để biết thêm thông tin.
Spencer

Các neutron tự do @Spencer trong môi trường mật độ thấp tự phân rã thành các proton và electron. Chúng không có trong vật liệu sao neutron (hoặc không dễ dàng).
Rob Jeffries

@RobJeffries, điều đó đúng nhưng môi trường không có khả năng ở trạng thái mật độ cao nếu không có lực hấp dẫn của một ngôi sao neutron đầy đủ ở đó để giữ nguyên như vậy.
Spencer
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.