一汤匙的中子星会保持完整吗?


10

我听说有人说一汤匙的中子星重达十亿吨。如果我们可以采取一个的汤匙将它仍然保持不变以相同的密度是多少?

Answers:


12

如果我们采用中子星物质并将其以某种方式运输到某处进行检查(例如地球!),结果将是灾难性的。假设密度为 kg / m,中子的数密度为 m,内部动能密度为 J / m(使用相关方程式针对该密度的简并中子的理想气体进行计算)。因此,即使在一汤匙的水(例如20毫升,将产生20亿吨的重量!)中,也有 J的动能(比太阳在一秒钟内发射的能量高15倍,即数十亿倍)原子弹),这将被释放36 × 10 43101736×104333×103236×1027瞬间

能量以大约中子的形式传播,其传播速度约为0.1-0.2。因此粗略地说,这就像有一半中子(约十亿吨)以0.1行进地球。如果我的数学正确,那大约相当于半径50公里的近地小行星以30公里/秒的速度撞击地球。1039cc

致密中子星气中的中子相对稳定(β衰变被电子简并阻止)。上述的膨胀将使β衰变成质子和电子,但是由于发生在10分钟的时间尺度上,因此与最初的破坏几乎无关。但是,您将在几十分钟后最终在几分钟内形成一团不断扩大的电离氢云。

引力束缚中子星物质的最小可能尺寸被认为约为(请参阅此处)。较低质量的平衡电子密度(中子星材料中总是存在一些电子和质子)太低而无法阻止中子的β衰变。0.15M


如果我们选择惰性中子怎么办?(顺便说一句,“一个自由中子将以大约10.3分钟的半衰期衰变” ->因此,它不应立即炸毁所有……尽管这种材料的勺子的“衰变辐射”强度可能会使任何物质都黯然失色原子弹,即使没有链反应也是如此
SF.

@SF您完全误解了我的答案。由于其巨大的简并压力和动能,材料会爆炸(以的很大比例膨胀)。与中子衰变完全无关。什么是“惰性中子”?c
Rob Jeffries 2015年

好的,现在我明白了–您将“动能”与我混淆了,该动能通常与运动有关,在这种情况下,它更像是弹性的亚原子形式。
SF。

@SF不,它是运动。压力,动力学理论等。中子具有巨大的动量。
罗布·杰弗里斯

令人印象深刻。这应该在下一个“假设情况”部分中。
彼得-恢复莫妮卡

4

不,没有重力的巨大压力,它就不稳定。有一个最小的稳定尺寸,但绝对比汤匙大得多。


1
中子会回到电子和质子的角度吗?还是因为同时产生的中微子不再存在而不可能?
matryoshka 2015年

1
恩典,自由中子自发地衰变为质子,电子和中微子。查找beta衰减以获取更多信息。
斯潘塞2015年

低密度环境中,无喷剂的中子自发地衰变成质子和电子。他们没有中子星物质(或不容易)。
罗布·杰弗里斯

@RobJeffries,没错,但是如果没有一个完整的中子星的引力将其保持在这种状态,环境就不可能保持在高密度状态。
斯宾塞
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.