Материалы нейтронной звезды. Если нейтронная звезда перестанет вращаться, каковы будут характеристики материалов в ней?

Нейтронные звезды — это экстремальные объекты размером от 10 до 20 км в поперечнике. Они имеют плотность 10 ^ 17 кг / м3 (плотность Земли составляет около 5 × 10 ^ 3 кг / м3).

Галька радиусом 1 см (0,01 м), объем будет 4,188 х 10 ^ -6, масса будет 4,188 х 10 ^ 11, то есть 418800000 тонн. И я не думаю, что даже 3 супермена смогли бы его вытащить.

Большая часть пространства в атоме пуста, электроны вращаются очень далеко от ядра. Нейтронные звезды образуются, когда атомы распадаются на их фундаментальные компоненты, ядра и электроны, которые вместо того, чтобы вращаться по орбите, вращаются вокруг близко друг к другу. Он не будет хрупким (по крайней мере, я так думаю). Если вы сделаете из него оружие, как меч, и каким-то образом придумаете, как его использовать, вы не порежете людей, люди будут притягиваться к нему, все, что вам нужно сделать, это направить его на них, они будут раздавлены сила тяжести.

Изготовление доспехов также не сработает, потому что к этому будут притягиваться окружающие предметы. Вы можете сделать пули для межзвездного оружия и, стреляя на большой скорости по планете, разрушили бы ее.

Нейтроний , вероятно, не тот материал, который вы хотите использовать, если хотите, чтобы он оставался хоть немного правдоподобным. Он не может существовать за пределами нейтронной звезды , масса которой меньше двух солнечных и втиснута в диаметр 10 миль. Что-то меньшее, чем это, и сильное ядерное взаимодействие заставят внешние слои лопнуть, потеряв больше массы, пока он не распадется на облако нейтронного излучения.

Но скажи, что ты отмахнулся от этой части.

Можно ли сделать из него доспехи? Нет. Было бы слишком тяжело двигаться (тяжело, как несколько земных шаров), и с такой большой гравитацией, что все, что находится поблизости, будет притягиваться к нему, раздавливая на поверхности твердую патину.

Можно ли сделать из него оружие? Да. Бросьте кусок к планете и наблюдайте, как он разбивается, а затем вокруг куска нейтрония медленно формируются осколки.

Альтернативы:

Если вам нужна непробиваемая броня, лично я бы посоветовал какой-нибудь сверхсовременный сплав . Скажем, они находят таинственный кусок металла, плавят его и объединяют с другими металлами, такими как железо, чтобы получить что-то новое.
Сталь — это сплав железа, углерода и некоторых других металлов, в зависимости от того, какие свойства вы хотите получить. Добавляя этот загадочный металл, вы можете придать ему любые свойства, какие пожелаете.

Да, он все равно будет суперплотным. Я не думаю, что вращение нейтронной звезды связано с плотностью, поскольку основной силой является гравитация. Плотность может влиять на прочность, хотя это зависит от того, что вы хотите измерить. В твердости, прочности на растяжение, прочности на сдвиг, прочности на сжатие и т. д. трудно быть уверенным, потому что он очень плотный. Средняя масса превышает 500 000 земных масс, а средний размер составляет примерно 25 километров. Или кубический сантиметр этого материала будет весить многие сотни миллионов тонн. Если бы вас сбросили на метр над нейтронной звездой, вы, вероятно, разогнались бы до семи миллионов километров в час. Вы получаете картину.

Но это также зависит от того, что вы конкретно спрашиваете, когда говорите о материалах нейтронной звезды. Кора, вероятно, представляет собой ядра атомов железа, а прошлое — просто суперплотный суп из нейтронов. Кроме того, вы можете добраться до кварк-глюонной плазмы или сверхтекучей нейтронно-вырожденной материи. Несмотря на это, тема здесь — экстремальная плотность. И поэтому крайне маловероятно, что вы сможете его переместить, не говоря уже о работе с ним. Вам, вероятно, понадобится какая-то форма продвинутых гравитационных манипуляций, и даже тогда ее лучше использовать не как броню, а для чего-то другого.

Мы как вид не очень хорошо их понимаем, но есть причина, по которой плотные материалы не обязательно делают лучшую броню. Во-первых, есть проблема веса и работоспособности. Существует множество легких и очень прочных материалов, которые лучше подходят для создания доспехов, особенно для людей. Даже корпус звездолета, вероятно, был бы лучше с более легкой броней из-за огромной массы и инерции. И, как сказал Чину, он был бы чрезвычайно эффективен при кинетической бомбардировке снова из-за его плотности, но указанная плотность является основным ограничителем его полезности.

Ничего такого.

С материалами, из которых сделана нейтронная звезда, ничего не случится, потому что их состав никак не связан с вращением звезды, только ее масса и радиус. Вблизи экватора центробежная сила, противодействующая гравитации, будет немного меньше, поэтому в экваториальной коре могут быть небольшие изменения, когда некоторые из более легких ядер в коре слипаются, образуя более тяжелые. Нейтронная звезда останется плотным шаром из нейтрония с тонкой коркой из тяжелых экзотических атомных ядер. Заминировать будет невозможно, потому что гравитация убьет вас, если вы ступите ногой на поверхность.

Ваше понимание «материала нейтронной звезды» ошибочно. Причина, по которой нейтронные звезды такие плотные, заключается в том, что их высокая гравитация сжимает это вещество, а не в каком-то внутреннем свойстве самого материала. По сути, нейтронная звезда — это то, что происходит, когда коллапсирующее ядро ​​звезды недостаточно массивно, чтобы стать черной дырой, но достаточно близко .

Итак, если бы у вас был кусок материала нейтронной звезды и вынесли его из гравитационного поля звезды, он бы просто испарился в свободные нейтроны, которые вскоре распались бы на старый добрый газообразный водород. Если вы удалите его быстро, он взорвется.

Теперь, если бы у вас был экзотический материал, который имел бы плотность, сравнимую с плотностью нейтронной звезды, и был бы каким-то образом стабильным... что ж, вы, конечно, могли бы использовать его, но из него нельзя было бы сделать хорошую броню из-за его веса. Если бы у вас была энергия, чтобы разогнать его или просто сбросить с орбиты, это было бы абсурдно мощное оружие. Что касается того, насколько хрупким он будет, это зависит от его точных свойств материала, которые уже совсем не похожи на свойства нейтронной звезды, так что вы можете сделать из него все, что захотите.

Кроме того, это было бы чертовски пресс-папье.

Давайте остановимся на сценарии, который вы описываете, а не на вопросе, с которого вы начинаете задавать (который, по-видимому, имеет лишь косвенное отношение).

Предположим, что «камешек» имеет размер примерно 1 см ³ .

Давайте также предположим, что один из этих взрослых мужчин может нести где-то порядка 75 кг.

Давайте также проигнорируем, как четыре человека могут одновременно удерживать объект размером 1 см ³ , что само по себе будет серьезной проблемой, но не неразрешимой.

При этих предположениях мы можем оценить вес гальки порядка$4 \times 75~\text{kg} = 300~\text{kg}$.

Как следствие, плотность материала примерно равна$300 \times 10^6 = 3 \times 10^8$кг/м ³ (т.к.$\frac{\text{cm}^3}{\text{m}^3} = 10^6$).

По- видимому, осмий является самым плотным природным элементом на Земле: 22,59 г/см ³ =$2.259 \times 10^4$кг/м ³ . Шарик осмия размером с гальку будет весить несколько десятков граммов.

Для предварительных вычислений обычно просто смотрят на показатель степени. Ваш материал$10^{8-4} = 10^4$раз плотнее осмия. Фактический результат заключается в том, что материал, который нашли эти люди, примерно в 13 000 раз плотнее осмия, но эта цифра легко может быть от 10 000 до 15 000 раз в зависимости от того, насколько сильны эти люди.

Для сравнения, как указывает Чину , нейтронная звезда имеет плотность порядка$10^{17}$кг/м ³ (на самом деле в несколько раз больше; Википедия утверждает$3.7 \times 10^{17}$к$5.9 \times 10^{17}$кг/м ³ ), что еще на девять порядков (в миллиард раз) больше плотности материала, который вы себе представляете. Часть нейтронной звезды размером с гальку, если предположить, что она останется вместе ( чего не будет , как уже указывал IndigoFenix), будет весить не 300 кг, а скорее 300 000 000 000 ($3 \times 10^{11}$) кг.

В заключение, в основном и к сожалению, этот вопрос является еще одним примером отсутствия чувства масштаба в пространстве .

Я согласен с AndyD273 : Вероятно, было бы лучше, и с меньшей вероятностью риска потери приостановки недоверия, просто чтобы эти люди вместо этого придумали сверхпрочный сплав. Вам даже не нужно называть или описывать части такого сплава, если вы этого не хотите (но если вы это сделаете, остерегайтесь снова попасть в ту же ловушку из-за неправильной оценки вещей).