Mencoba membandingkan kerapatan Lubang Hitam dan Bintang Neutron, saya menemukan yang berikut:
Bintang neutron yang khas memiliki massa antara sekitar 1,4 dan 3,2 massa matahari 1 [3] (lihat Batas Chandrasekhar), dengan radius yang sesuai sekitar 12 km. (...) Bintang-bintang neutron memiliki kepadatan keseluruhan 3,7 × 10 ^ 17 hingga 5,9 × 10 ^ 17 kg / m ^ 3 [1]
dan
Anda dapat menggunakan jari-jari Schwarzschild untuk menghitung "kepadatan" lubang hitam - yaitu, massa dibagi dengan volume yang tertutup dalam jari-jari Schwarzschild. Ini kira-kira sama dengan (1,8x10 ^ 16 g / cm ^ 3) x (Msun / M) ^ 2 (...)
Nilai jari-jari Schwarzschild adalah sekitar (3x10 ^ 5 cm) x (M / Msun) [2]
Mari kita ambil bintang neutron dari atas spektrum (3,2 Msun) dan lubang hitam massa yang sama.
Unit konversi:
- Bintang neutron: 5,9 × 10 ^ 17 kg / m ^ 3 = 5,9 × 10 ^ 14 g / cm ^ 3
- Lubang hitam: 1,8x10 ^ 16 g / cm ^ 3 x (1 / 5,9) ^ 2 = 5,2 x10 ^ 14 g / cm ^ 3
Jari-jari lubang hitam adalah (3x10 ^ 5 cm) x (5,2) = 15,6 km
The 3.2Msun Neutron Star dari kepadatan ini akan memiliki volume 1,08 x 10 ^ 13 m ^ 3 yang memberikan radius 13,7 kilometer
Menurut Shell Theorem, kekuatan medan gravitasi benda-benda bulat pada jarak yang diberikan adalah sama untuk bola seperti untuk massa titik sehingga pada jarak yang sama dari pusat massa yang sama (titik - lubang hitam, bola - bintang neutron) gravitasi akan sama .
Itu akan menempatkan permukaan bintang neutron di bawah permukaan horizon peristiwa lubang hitam yang setara. Namun saya tidak pernah mendengar tentang cakrawala bintang-bintang neutron.
Entah saya membuat kesalahan dalam perhitungan saya (dan jika saya lakukan, dapatkah Anda menunjukkannya?) Atau ... yah, mengapa?
Jawaban:
Seperti yang ditunjukkan Francesco Montesano, menggunakan massa yang salah mengarah pada jawaban yang salah. Selain itu, menggunakan kepadatan di sini tampaknya merupakan cara yang rumit untuk mendapatkan jawabannya; Anda dapat menghitung jari-jari Schwarzschild untuk NS, dan melihat apakah itu lebih kecil dari jari-jari yang sebenarnya.
Sejak timbangan kepadatan sebagai ρ ~ M / R ^ 3 dan jari-jari Schwarzschild sebagai R s ~ M, kepadatan BHS timbangan sebagai ρ ~ 1 / R ^ 2; BH yang lebih besar kurang padat dan hanya menguji apakah NS lebih padat daripada BH saja tidak cukup - mereka harus memiliki massa yang sama, yang berarti Anda sebenarnya membandingkan jari-jari.
sumber
Kepadatan menggunakan tidak valid. Ketika jari-jari horizon peristiwa untuk massa tertentu meningkat secara linier, volume jari-jari itu meningkat ketika kubus dan kerapatan menurun. Melihatnya dengan cara lain, kepadatan meningkat saat horizon peristiwa berkurang.
Anda dapat menghitung ukuran horizon peristiwa untuk massa apa pun yang diberikan. Anda hanya perlu menemukan titik di mana kecepatan melarikan diri melebihi kecepatan cahaya. Kita dapat menggunakan kecepatan cahaya dalam rumus untuk melarikan diri dan memecahkan jari-jari
Pemecahan rumus kecepatan
lepas untuk r memberi
Saya mengumpulkan spreadsheet dengan angka. Saya menghitung bahwa lubang hitam 3,2 massa matahari akan memiliki radius 4,752km, yang berarti bahwa bintang neutron dari massa matahari 3,2 akan menjadi lubang hitam itu harus menyusut menjadi 9,504 km dan memiliki kepadatan 7,13E18 kg / m ^ 3. Sebaliknya lubang hitam super-masif di pusat galaksi kita memiliki radius horizon peristiwa sekitar 6 miliar km dan kepadatan hanya 4,34E6 kg / m ^ 3. Lubang hitam ukuran proton akan membutuhkan 350 juta metrik ton dan memiliki kepadatan 1,5E56 kg / m ^ 3.
Saya pikir Anda mungkin tidak menyukai beberapa nomor Anda. Khususnya Anda menggunakan rentang angka di ujung atas spektrum dan angka 'tentang' untuk jari-jari bintang neutron seolah-olah 12 km adalah jari-jari konstan tunggal untuk semua bintang neutron. Faktanya sebuah bintang neutron bermassa 1,4 matahari akan memiliki radius antara 10,4 dan 12,9 km ( sumber )
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/nicer/nicer_about.html
sumber
Mari kita kembali ke masa ketika supergiant merah menjadi supernova. Ketika ia pergi supernova, kulit luarnya meledak karena ledakan. Apa yang terjadi selanjutnya tergantung pada massa yang tersisa. Jika massa 1,4 hingga 3 kali massa matahari, ia menjadi bintang neutron. Jika 3 kali massa atau lebih besar itu menjadi lubang hitam. Bintang-bintang neutron tidak dapat memiliki horizon peristiwa lubang hitam karena sisa supernova mereka tidak cukup besar.
sumber
Dikatakan bahwa bintang-bintang neutron membengkokkan ruang / waktu dengan sangat kuat sehingga bagian-bagian belakang terlihat dari depan! Tentu saja bintang neutron pada dasarnya adalah satu bola neutron yang sangat besar dengan semua elemen cahaya di permukaan. Beberapa ilmuwan sekarang percaya bahwa tabrakan bintang neutron sederhana tidak menghasilkan semua elemen berat tetapi keberadaan elemen yang lebih berat dari besi adalah karena tabrakan bintang neutron-lubang hitam. Jika demikian maka mereka tidak memiliki cakrawala peristiwa meskipun gravitasi mereka sangat besar karena masalah ini terlalu menyebar, sedangkan untuk lubang hitam sejati semua terkonsentrasi di satu tempat. Bahkan diyakini bahwa kecepatan lepas untuk bintang neutron tipikal adalah sekitar 1/3 hingga 1/2 kecepatan cahaya, masih dalam jumlah besar dan secara kebetulan kehidupan mungkindimungkinkan di planet yang mengorbit bintang neutron dengan toleransi radiasi yang cukup bahkan dalam bakteri seperti Deinococcus radioduran selama orbit planet menyimpannya jauh dari jet. Varian dari konsep ini adalah ketika bintang neutron menghantam supergiant merah yang secara singkat memicu fusi helium jika semuanya tidak meledak terlebih dahulu.
https://arstechnica.com/science/2014/06/red-supergiant-replaced-its-core-with-a-neutron-star/
sumber