ดาวนิวตรอนหนึ่งช้อนโต๊ะจะยังคงสภาพเหมือนเดิมหรือไม่?


10

ฉันเคยได้ยินคนพูดว่าหนึ่งช้อนโต๊ะของดาวนิวตรอนจะมีน้ำหนักมากกว่าหนึ่งพันล้านตัน ถ้าเราสามารถกินหนึ่งช้อนโต๊ะมันจะยังคงอยู่กับความหนาแน่นเดียวกันหรือไม่

คำตอบ:


12

ถ้าเราใช้วัสดุดาวนิวตรอนและส่งผ่านมันไปที่ไหนสักแห่งเพื่อตรวจสอบ (พูดโลก!) ผลลัพธ์จะเป็นหายนะ เมื่อพูดถึงความหนาแน่นของ kg / mนิวตรอนมีความหนาแน่นของตัวเลข mความหนาแน่นพลังงานจลน์ภายใน J / m (คำนวณโดยใช้สมการที่เกี่ยวข้องสำหรับแก๊สอุดมคติของนิวตรอนที่เสื่อมสภาพที่ความหนาแน่นนี้) ดังนั้นแม้แต่ในช้อนโต๊ะ (พูด 20 มิลลิลิตรซึ่งจะมีมวล 2 พันล้านตัน!) มี J ของพลังงานจลน์ (มากกว่าดวงอาทิตย์ 15 เท่าปล่อยออกมาในเวลาไม่กี่วินาทีหรือสองสามพันล้านครั้ง) ระเบิดปรมาณู) และสิ่งนี้จะถูกปล่อยออกมา36 × 10 43 - 3 3 × 10 32 3 6 × 10 27101736×104333×103236×1027อย่างทันทีทันใด

พลังงานที่อยู่ในรูปของรอบนิวตรอนเดินทางที่ประมาณ 0.1-0.2 คดังนั้นการพูดอย่างคร่าวๆมันก็เหมือนกับครึ่งหนึ่งของนิวตรอน (ประมาณหนึ่งพันล้านตัน) เดินทางที่ 0.1ไถเข้าสู่โลก ถ้าฉันทำคณิตศาสตร์ของฉันถูกต้องแล้วมันก็เท่ากับรัศมี 50 กมใกล้กับโลกน้อยที่ชนโลกที่ระดับ 30 กม. / วินาที c c1039cc

นิวตรอนในก๊าซดาวนิวตรอนหนาแน่นค่อนข้างเสถียร (การสลายตัวของเบต้าถูกบล็อกโดยความเสื่อมของอิเล็กตรอน) การขยายตัวที่อธิบายไว้ข้างต้นจะทำให้การสลายตัวของเบต้าเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน แต่เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นในช่วงเวลา 10 นาทีมันก็แทบจะไม่เกี่ยวข้องกับการทำลายครั้งแรก อย่างไรก็ตามคุณจะจบลงหลังจากผ่านไปไม่กี่นาทีด้วยเมฆไฮโดรเจนไอออนไนซ์ที่กำลังขยายตัวในเวลาไม่กี่นาที

ขนาดที่น้อยที่สุดที่เป็นไปได้ในการจับวัสดุของดาวนิวตรอนแรงโน้มถ่วงคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ (ดูที่นี่ ) ความหนาแน่นสมดุลของอิเล็กตรอน (มีอิเล็กตรอนและโปรตอนอยู่เสมอในวัสดุดาวนิวตรอน) สำหรับมวลต่ำกว่าต่ำเกินไปที่จะปิดกั้นการสลายตัวของนิวตรอน0.15M


ถ้าเราเลือกนิวตรอนเฉื่อย (btw "นิวตรอนอิสระจะสลายตัวด้วยครึ่งชีวิตประมาณ 10.3 นาที" ->ดังนั้นจึงไม่ควรระเบิดทั้งหมดทันที ... แม้ว่าความเข้มของ "การสลายรังสี" ของช้อนของวัสดุนี้อาจจะบดบังใด ๆ ระเบิดอะตอมแม้ไม่มีปฏิกิริยาลูกโซ่
เอสเอฟ

@SF คุณเข้าใจคำตอบของฉันผิดไปหมดแล้ว วัสดุระเบิด (ขยายตัวที่เศษเสี้ยวที่สำคัญของ ) เนื่องจากความดันเสื่อมโทรมขนาดใหญ่และด้วยเหตุนี้พลังงานจลน์ ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของนิวตรอนเลย "นิวตรอนนิวตรอนเฉื่อย" คืออะไร? c
Rob Jeffries

เอาล่ะตอนนี้ฉันเข้าใจแล้ว - คุณทำให้ฉันสับสนกับ "พลังงานจลน์" ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวในกรณีนี้มันเป็นคู่ของความยืดหยุ่นย่อยกว่าอะตอม
เอสเอฟ

@SF ไม่มีการเคลื่อนไหว แรงกดดันทฤษฎีจลน์ ฯลฯ นิวตรอนมีโมเมนต์ใหญ่
Rob Jeffries

ประทับใจ สิ่งนี้ควรอยู่ในงวดถัดไปของ "What If"
Peter - Reinstate Monica

4

ไม่มันไม่เสถียรหากไม่มีแรงกดดันมหาศาลจากแรงโน้มถ่วง มีขนาดที่เล็กที่สุด แต่มีขนาดใหญ่กว่าช้อนหนึ่งแน่นอน


1
นิวตรอนจะกลับไปเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอนหรือไม่ หรือเป็นไปไม่ได้เพราะนิวตริโนที่ถูกสร้างขึ้นในเวลาเดียวกันนั้นไม่มีอยู่อีกต่อไป?
matryoshka

1
@ เกรซนิวตรอนอิสระสลายตัวตามธรรมชาติไปยังโปรตอนและอิเล็กตรอนและนิวตรอน ค้นหาการสลายตัวของเบต้าสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
Spencer

@ สเปนเซอร์ปลอดนิวตรอนในสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นต่ำสลายตัวเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนตามธรรมชาติ พวกเขาไม่ได้อยู่ในวัสดุของดาวนิวตรอน (หรือไม่พร้อม)
Rob Jeffries

@ RobJeffries นั้นเป็นเรื่องจริง แต่สภาพแวดล้อมนั้นไม่น่าจะอยู่ในสภาพที่มีความหนาแน่นสูงโดยไม่ต้องมีแรงโน้มถ่วงของดาวนิวตรอนเต็มดวงที่นั่นเพื่อรักษาไว้
Spencer
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.