Neutronitähti

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Neutronitähdessä käsittääkseni lähes kaikki materia oletetaan olevan neutroneja. Kuitenkin vapaan neutronin elinikä on noin 15min. Onko koko neutronitähti kuin valtaisa atomiydin ja sen takia neutronit eivät hajoa ja ydinvoiman korvikkeena siinä olisi painovoima? Vai hajoilevatko neutronit spontaanisti ja painovoiman vaikutuksesta elektronit ja protonit muodostaisivat uudelleen neutronin?

Eli vähän erilailla muotoiltuna: Estääkö voimakas painovoima neutronitähdessä neutronien hajoamisen, vai muodostaako painovoima neutroneita hajonneista neutroneista kokoajan uudelleen?

Kommentit (4)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23119
Liittynyt16.3.2005

Neutroni hajoaa vain kun se on energeettisesti mahdollista. Vapaa neutroni hajoaa, koska sen hajoamistuotteiden energia on pienempi kuin neutronilla. Johonkin systeemiin sidotun neutronin tilanne voi olla toinen. Toisin kuin vapailla hiukkaislla, systeemissä on tietyt sallitut energiatilat. Jos vapaina olevat elektronin ja protonin tilat ovat korkeammalla energiassa kuin neutronin tila, se ei voi hajota ilman vastaavan energian tuomista systeemiin. Arkiesimerkkejä ovat atomiytimet, joissa neutronit ovat pysyviä.

Neutronitähti eroaa atomiytimestä tosiaan siinä, että sitä pitää koossa painovoima ja atomiydintä vahva vuorovaikutus. Vahva vuorovaikutus vaikuttaa vain äärimmäisen lyhyellä säteellä, joten se ei voi muodostaa kovin suuria atomiytimiä. Painovoima taas kantaa maailman ääriin, mutta on niin hirvittävän heikko, että materiaa tarvitaan tosiaan tähtikaupalla ennen kuin se voittaa sähkömagneettisen hylkimisen.

Kyllä neutronitähdissä on teorian mukaan kaikenlaista muutakin kuin neutroneja. Protoneja, elektroneja ja eksoottisempia hiukkasia. Pioneja taisi olla ellen väärin muista. Toisin kuin neutronit, pionit ovat bosoneja ja voivat kaikki mennä matalaan energiatilaan. Sitten taitaa olla vielä jotain s-kvarkillisia hiukkasia. Ja isojen neutronitähtien ytimissä arvellaan olevan jonkinlaista kvarkkimassaa, jossa hadronitkin ovat hajonneet.

Vierailija
Neutroni
Neutroni hajoaa vain kun se on energeettisesti mahdollista. Vapaa neutroni hajoaa, koska sen hajoamistuotteiden energia on pienempi kuin neutronilla. Johonkin systeemiin sidotun neutronin tilanne voi olla toinen. Toisin kuin vapailla hiukkaislla, systeemissä on tietyt sallitut energiatilat. Jos vapaina olevat elektronin ja protonin tilat ovat korkeammalla energiassa kuin neutronin tila, se ei voi hajota ilman vastaavan energian tuomista systeemiin. Arkiesimerkkejä ovat atomiytimet, joissa neutronit ovat pysyviä.

Neutronitähti eroaa atomiytimestä tosiaan siinä, että sitä pitää koossa painovoima ja atomiydintä vahva vuorovaikutus. Vahva vuorovaikutus vaikuttaa vain äärimmäisen lyhyellä säteellä, joten se ei voi muodostaa kovin suuria atomiytimiä. Painovoima taas kantaa maailman ääriin, mutta on niin hirvittävän heikko, että materiaa tarvitaan tosiaan tähtikaupalla ennen kuin se voittaa sähkömagneettisen hylkimisen.

Kyllä neutronitähdissä on teorian mukaan kaikenlaista muutakin kuin neutroneja. Protoneja, elektroneja ja eksoottisempia hiukkasia. Pioneja taisi olla ellen väärin muista. Toisin kuin neutronit, pionit ovat bosoneja ja voivat kaikki mennä matalaan energiatilaan. Sitten taitaa olla vielä jotain s-kvarkillisia hiukkasia. Ja isojen neutronitähtien ytimissä arvellaan olevan jonkinlaista kvarkkimassaa, jossa hadronitkin ovat hajonneet.

Joo, Kaoneiksi nimitetään näitä outokvarkin sisältäviä hiukkasia ja muutakin siellä on, mutta pääosin neutroneja. Tällä kysymyksellä nyt oikeastaan vaan hain, että sitooko painovoima neutronit samalla tavalla, kuin vahva vuorovaikutus.

Vierailija

Tästä tulikin muuten mieleeni, että voisiko neutronitähden pinnan
pakonopeus ylittää valonnopeuden ilman, että se romahtaisi mustaksi aukoksi? Siis riittäisikö teoriassa sen sisäinen paine pitämään sen niin kauan koossa? Jos ei niin kuinkakohan suuri pakonopeus voi olla teoreettisesti?

Vierailija
Neutroni
Kyllä neutronitähdissä on teorian mukaan kaikenlaista muutakin kuin neutroneja. Protoneja, elektroneja ja eksoottisempia hiukkasia. Pioneja taisi olla ellen väärin muista. Toisin kuin neutronit, pionit ovat bosoneja ja voivat kaikki mennä matalaan energiatilaan. Sitten taitaa olla vielä jotain s-kvarkillisia hiukkasia. Ja isojen neutronitähtien ytimissä arvellaan olevan jonkinlaista kvarkkimassaa, jossa hadronitkin ovat hajonneet.

Neutronitähden pinta lienee rautaa - jollei kaikilla, niin ainakin keveimmillä.

Menchi
Tällä kysymyksellä nyt oikeastaan vaan hain, että sitooko painovoima neutronit samalla tavalla, kuin vahva vuorovaikutus.

Ei. Vahva vuorovaikutus on värivoiman "jäännösvoima, joka vuotaa" neutronin ulkopuolelle. Värivoimahan pitää neutronin kvarkit yhdessä. Värivoima ymmärretään hyvin, mutta gravitaatiovoima on melkoinen mysteeri ja lähes täysi mysteeri kvanttitasolla.

Uusimmat

Suosituimmat