Akankah satu sendok makan bintang neutron tetap utuh?

10

Saya pernah mendengar orang mengatakan bahwa satu sendok makan bintang neutron akan berbobot lebih dari satu miliar ton. Jika kita dapat mengambil satu sendok makan, apakah masih tetap utuh dengan kepadatan yang sama?

matryoshka
sumber

Jawaban:

12

Jika kita mengambil bahan bintang neutron dan entah bagaimana mengangkutnya ke suatu tempat untuk diperiksa (katakanlah Bumi!), Hasilnya akan menjadi bencana besar. Pada katakanlah kepadatan kg / m neutron memiliki jumlah kepadatan m kepadatan energi kinetik internal J / m (dihitung menggunakan persamaan yang relevan untuk gas ideal dari neutron yang terdegenerasi pada kerapatan ini). Jadi bahkan dalam satu sendok makan (katakanlah 20ml, yang akan memiliki massa 2 miliar ton!), Ada J energi kinetik (15 kali lebih banyak daripada yang dipancarkan Matahari dalam sedetik, atau beberapa miliar bom atom) dan ini akan dirilis101736×104333×103236×1027secara instan .

Energi tersebut dalam bentuk sekitar neutron yang bergerak pada kisaran 0,1-0,2 . Jadi kira-kira seperti setengah dari neutron (sekitar satu miliar ton) yang bergerak pada 0,1 membajak ke Bumi. Jika saya telah mengerjakan Matematika dengan benar, itu kira-kira setara dengan radius 50 km dekat asteroid bumi yang mengenai Bumi dengan kecepatan 30 km / s.1039cc

Neutron dalam gas bintang neutron padat relatif stabil (peluruhan beta tersumbat oleh degenerasi elektron). Ekspansi yang dijelaskan di atas akan memungkinkan peluruhan beta menjadi proton dan elektron, tetapi karena ini terjadi pada rentang waktu 10 menit, maka hampir tidak relevan dengan kerusakan awal. Namun, Anda akan berakhir setelah beberapa puluh menit dengan awan hidrogen terion yang melebar beberapa menit cahaya.

Ukuran minimum yang mungkin untuk mengikat materi bintang neutron secara gravitasi diperkirakan sekitar (lihat di sini ). Kepadatan elektron kesetimbangan (selalu ada beberapa elektron dan proton hadir dalam bahan bintang neutron) untuk massa yang lebih rendah terlalu rendah untuk memblokir peluruhan beta neutron.0.15M

Rob Jeffries
sumber
Bagaimana jika kita memilih neutronium inert ? (btw, "Neutron bebas akan membusuk dengan waktu paruh sekitar 10,3 menit" -> sehingga tidak akan meledak secara instan ... walaupun intensitas "radiasi peluruhan" dari sendok bahan ini mungkin akan menaungi semua bom atom bahkan tanpa reaksi berantai
SF
@ SF Anda salah paham jawaban saya. Bahan tersebut meledak (mengembang pada fraksi signifikan ) karena tekanan degenerasi masifnya dan karenanya energi kinetik. Tidak ada hubungannya dengan peluruhan neutron sama sekali. Apa itu "inron neutronium"? c
Rob Jeffries
Oke, sekarang saya mengerti - Anda membuat saya bingung dengan "energi kinetik" yang biasanya dikaitkan dengan gerakan sedangkan dalam kasus ini lebih merupakan padanan elastisitas sub-atom.
SF.
@ SF Tidak itu gerak. Tekanan, teori kinetik dll. Neutron memiliki momentum yang sangat besar.
Rob Jeffries
Impresif. Ini harus dalam angsuran "Bagaimana Jika" berikutnya.
Peter - Pasang kembali Monica
4

Tidak, itu tidak stabil tanpa tekanan besar dari gravitasi. Ada ukuran stabil minimum, tetapi jelas jauh lebih besar dari sendok.

Florin Andrei
sumber
1
Apakah neutron akan kembali menjadi elektron dan proton? Atau apakah itu tidak mungkin karena neutrino yang diciptakan pada saat yang sama sudah tidak ada lagi?
matryoshka
1
@ Jejak, neutron bebas secara spontan membusuk menjadi proton, elektron, dan neutrino. Cari peluruhan beta untuk informasi lebih lanjut.
Spencer
@Spencer neutron bebas dalam lingkungan kerapatan rendah secara spontan membusuk menjadi proton dan elektron. Mereka tidak dalam bahan bintang neutron (atau tidak mudah).
Rob Jeffries
@RobJeffries, itu benar tetapi lingkungan tidak mungkin untuk tetap dalam keadaan kepadatan tinggi tanpa gaya gravitasi bintang neutron penuh di sana untuk tetap seperti itu.
Spencer