Чи залишилася б столова ложка нейтронної зірки неушкодженою?

Я чув, як люди кажуть, що столова ложка нейтронної зірки важитиме понад мільярд тонн. Якби ми коли-небудь могли взяти столову ложку однієї, вона все-таки залишилася б цілою з тією ж щільністю?

astrophysics neutron-star

— матрьошка
джерело

Якщо взяти матеріал нейтронної зірки і якось транспортувати його кудись для дослідження (скажімо, Земля!), Результати були б катастрофічними. Скажімо, щільність кг / м нейтрони мають щільність чисел m внутрішня щільність кінетичної енергії Дж / м (обчислюється з використанням відповідних рівнянь для ідеального газу вироджених нейтронів при цій щільності). Так що навіть у столовій ложці (скажімо, 20мл, яка мала б масу 2 млрд. Тонн!), Є Дж кінетичної енергії (у 15 разів більше, ніж Сонце випромінює за секунду, або кілька мільярдів атомні бомби) і це буде випущено $\sim 10^{17}$ $^{3}$ $\sim 6\times 10^{43}$ $^{-3}$ $3 \times 10^{32}$ $^{3}$ $6\times10^{27}$ миттєво .

Енергія складається у формі близько нейтронів, що рухаються приблизно при 0,1-0,2 . Настільки грубо кажучи, це як половина нейтронів (близько мільярда тонн), що проїжджають за землю, що заглиблюється в землю 0,1 . Якщо я правильно зробив свою математику, це приблизно еквівалентно радіусу 50 км навколо земного астероїда, який вражав Землю зі швидкістю 30 км / с. $10^{39}$ $c$ $c$

Нейтрони в щільному газі нейтронних зірок відносно стабільні (бета-розпад блокується виродженням електронів). Описане вище розширення дозволило б розкласти бета на протони та електрони, але оскільки це відбувається в часових масштабах за 10 хвилин, навряд чи це стосується початкового руйнування. Однак ви закінчите через кілька десятків хвилин, коли хмара іонізованого водню зростає через кілька світлових хвилин.

Мінімальний можливий розмір для гравітаційного зв’язування матеріалу нейтронної зірки становить приблизно (див. Тут ). Рівноважна щільність електронів (у матеріалі нейтронної зірки завжди є деякі електрони та протони) для нижчих мас занадто низька, щоб блокувати нейтронний бета-розпад. $0.15 M_{\odot}$

— Роб Джеффріс
джерело

Що робити, якщо ми вибрали інертний нейтроній? (btw, "Вільний нейтрон буде розпадатися з періодом напіврозпаду близько 10,3 хвилин" -> тому він не повинен вибухати все миттєво ... хоча інтенсивність "випромінювання розпаду" ложки цього матеріалу, ймовірно, затьмарить будь-яку атомні бомби навіть без ланцюгової реакції.

— Сф.

@SF Ви повністю зрозуміли мою відповідь. Матеріал вибухає (розширюється при значній частці

) через його масивний тиск виродження і, отже, кінетичну енергію. Немає нічого спільного з розпадом нейтронів. Що таке "інертний нейтроній"?

c

$c$

— Роб Джефріс

Гаразд, зараз я це розумію - ви плутали мене з "кінетичною енергією", яка зазвичай асоціюється з рухом , в цьому випадку це більше субатомний аналог пружності.

— СФ.

@SF Ні, це рух. Тиск, кінетична теорія тощо. У нейтронів величезні моменти.

— Роб Джефріс

Вражає. Це має бути в наступному розстрочку "Що якщо".

— Пітер - Відновіть Моніку

Ні, це не стабільно без величезного тиску гравітації. Є мінімальний стабільний розмір, але він, безумовно, набагато більший, ніж ложка.

— Флорін Андрій
джерело

Чи повернулись би нейтрони до електрона і протона? Або це неможливо, тому що нейтрино, що було створено одночасно, вже немає навколо?

— матрьошка

@ Грація, вільні нейтрони мимовільно розпадаються на протони та електрони та нейтрино. Шукайте бета-розпад для отримання додаткової інформації.

— Спенсер

@ Вільні нейтрони в середовищі низької щільності спонтанно розпадаються на протони та електрони. Вони не містяться в матеріалі нейтронної зірки (або не легко).

— Роб Джефріс

@RobJeffries, це правда, але навколишнє середовище, ймовірно, не збережеться у своєму стані високої щільності без гравітаційної сили повної нейтронної зірки, щоб утримати її таким чином.

— Спенсер