Würde ein Esslöffel eines Neutronensterns intakt bleiben?

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Ich habe Leute sagen hören, dass ein Esslöffel Neutronenstern über eine Milliarde Tonnen wiegen würde. Wenn wir jemals einen Esslöffel von einem nehmen könnten , würde er bei gleicher Dichte noch intakt bleiben?

Matroschka
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Antworten:

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Wenn wir Neutronensternmaterial nehmen und es irgendwie zur Untersuchung irgendwohin transportieren (sagen wir die Erde!), Wären die Ergebnisse katastrophal. Bei einer Dichte von kg / m 3 haben die Neutronen eine Zahlendichte von 6 × 10 43 m - 3 und eine interne kinetische Energiedichte von 3 × 10 32 J / m 3 (berechnet unter Verwendung der relevanten Gleichungen für ein Ideal Gas entarteter Neutronen bei dieser Dichte). Selbst in einem Esslöffel (sagen wir 20 ml, was eine Masse von 2 Milliarden Tonnen hätte!) Gibt es 6 × 10 27101736×104333×103236×1027J der kinetischen Energie (15 - mal mehr als die Sonne strahlt in einem zweiten oder ein paar Milliarden Atombomben) und dies wird freigegeben werden sofort .

Die Energie liegt in Form von etwa Neutronen vor, die sich bei etwa 0,1 bis 0,2 c bewegen . Grob gesagt ist es so, als würde sich die Hälfte der Neutronen (etwa eine Milliarde Tonnen) mit 0,1 ° C in die Erde pflügen. Wenn ich meine Mathematik richtig gemacht habe, entspricht dies ungefähr einem erdnahen Asteroiden mit einem Radius von 50 km, der mit 30 km / s auf die Erde trifft.1039cc

Die Neutronen in einem dichten Neutronensterngas sind relativ stabil (der Beta-Zerfall wird durch Elektronendegeneration blockiert). Die oben beschriebene Expansion würde den Beta-Zerfall in Protonen und Elektronen ermöglichen, aber da dies auf Zeitskalen von 10 Minuten geschieht, ist es für die anfängliche Zerstörung kaum relevant. Sie würden jedoch nach einigen zehn Minuten mit einer expandierenden Wolke aus ionisiertem Wasserstoff mit einem Durchmesser von einigen Lichtminuten enden.

0.15M

Rob Jeffries
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Was wäre, wenn wir inertes Neutronium auswählen würden? (Übrigens "Ein freies Neutron zerfällt mit einer Halbwertszeit von etwa 10,3 Minuten" -> es sollte also nicht sofort explodieren ... obwohl die Intensität der "Zerfallsstrahlung" eines Löffels dieses Materials wahrscheinlich jede überschatten würde Atombomben auch ohne Kettenreaktion.
SF.
c
Okay, jetzt verstehe ich es - Sie haben mich mit "kinetischer Energie" verwechselt, die normalerweise mit Bewegung verbunden ist, während es in diesem Fall eher ein subatomares Gegenstück zur Elastizität ist.
SF.
@ SF Nein, es ist Bewegung. Druck, kinetische Theorie usw. Die Neutronen haben große Impulse.
Rob Jeffries
Beeindruckend. Dies sollte in der nächsten "Was wäre wenn" -Rate sein.
Peter - Stellen Sie Monica
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Nein, es ist nicht stabil ohne den enormen Druck der Schwerkraft. Es gibt eine minimale stabile Größe, aber sie ist definitiv viel größer als ein Löffel.

Florin Andrei
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Würden die Neutronen wieder ein Elektron und ein Proton sein? Oder ist das nicht möglich, weil die gleichzeitig erzeugten Neutrinos nicht mehr existieren?
Matroschka
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@Grace, freie Neutronen zerfallen spontan zu Protonen, Elektronen und Neutrinos. Weitere Informationen finden Sie im Beta-Zerfall.
Spencer
@Spencerfreie Neutronen in einer Umgebung mit niedriger Dichte zerfallen spontan in Protonen und Elektronen. Sie sind nicht in Neutronensternmaterial (oder nicht leicht).
Rob Jeffries
@RobJeffries, das stimmt, aber es ist unwahrscheinlich, dass die Umgebung ohne die Gravitationskraft eines vollen Neutronensterns in ihrem Zustand hoher Dichte bleibt, um dies so zu halten.
Spencer