Seuraa 
Viestejä45973

Oletetaan, että planeetta koostuisi kokonaan raudasta. Kuinka suuri se voi korkeintaan olla ja mikä tulee kasvun esteeksi? Rauta ei fuusioidu eikä fissioidu, joten ei tule samaa ongelmaa kuin muilla alkuaineilla.Onko kasvun raja, kun atomit alkavat pusertua neutroneiksi ja siitä tulee neutronitähti? Jos on, niin kuinka massiivinen ko. rautapallon on oltava?

Kommentit (10)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31323
kabus
Oletetaan, että planeetta koostuisi kokonaan raudasta. Kuinka suuri se voi korkeintaan olla ja mikä tulee kasvun esteeksi? Rauta ei fuusioidu eikä fissioidu, joten ei tule samaa ongelmaa kuin muilla alkuaineilla.Onko kasvun raja, kun atomit alkavat pusertua neutroneiksi ja siitä tulee neutronitähti? Jos on, niin kuinka massiivinen ko. rautapallon on oltava?



Juurikin tuo siinä tapahtuu. Tuota massaa, jota suurempi valkoinen kääpiö (eli degeneroituneen elektronikaasun koossa pitämä kappale (eli suunnilleen tavallista atomaarista ainetta oleva)) romahtaa neutronitähdeksi, kutsutaan Chandrasekharin massaksi ja se on noin 1,44 Auringon massaa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit

Neutroni
kabus
Oletetaan, että planeetta koostuisi kokonaan raudasta. Kuinka suuri se voi korkeintaan olla ja mikä tulee kasvun esteeksi? Rauta ei fuusioidu eikä fissioidu, joten ei tule samaa ongelmaa kuin muilla alkuaineilla.Onko kasvun raja, kun atomit alkavat pusertua neutroneiksi ja siitä tulee neutronitähti? Jos on, niin kuinka massiivinen ko. rautapallon on oltava?



Juurikin tuo siinä tapahtuu. Tuota massaa, jota suurempi valkoinen kääpiö (eli degeneroituneen elektronikaasun koossa pitämä kappale (eli suunnilleen tavallista atomaarista ainetta oleva)) romahtaa neutronitähdeksi, kutsutaan Chandrasekharin massaksi ja se on noin 1,44 Auringon massaa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit




Miten suuri halkaisija tuollaisella pallolla on?

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Neutroni
Seuraa 
Viestejä31323
kabus
Miten suuri halkaisija tuollaisella pallolla on?



Tuo ideaalinen säteen yhtälö menee nollaan jokseenkin jatkuvasti, joskin lopussa hyvin jyrkästi.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:White ... ius_en.svg

kabus
Ja tapahtuuko neutronitähdeksi romahtaminen kerta rysäyksellä, vai voiko vain sisus olla neutroneita ja muuten rautaa?



Käytännössä esimerkiksi valkoinen kääpiö, jonka pinnalle putoaa ainetta toisesta tähdestä, romahtaa räjähtäen tyypin I supernovana, kun tuo massa ylittyy. Sen säde on ennen tapahtumaa noin Maan luokkaa ja sen jälkeen noin 10 km. Neutronitähtien pinnalla on rautaa (supertiheässä olomuodossa) ja sisällä eksoottisempaa tavaraa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star#Structure

En ole neutroni varma onko neutronitähteen vertaus relevantti tässä tapauksessa.

Voit koota johonkin avaruuteen alueeseen enemmän kamaa kuin 1.44 auringon massaa eikä se tarkoita, että siitä tulisi musta aukko. Oleellista on massatiheys.Tämän takia oleellisia tietoja ovat raudan tiheys sekä kuinka rauta puristuu kokoon erittäin kovassa paineessa.

Pitää vielä miettiä...

kuoris
En ole neutroni varma onko neutronitähteen vertaus relevantti tässä tapauksessa.

Voit koota johonkin avaruuteen alueeseen enemmän kamaa kuin 1.44 auringon massaa eikä se tarkoita, että siitä tulisi musta aukko. Oleellista on massatiheys.Tämän takia oleellisia tietoja ovat raudan tiheys sekä kuinka rauta puristuu kokoon erittäin kovassa paineessa.

Pitää vielä miettiä...




Musta aukko ei ole sama asia kuin neutronitähti.

kabus
kuoris
En ole neutroni varma onko neutronitähteen vertaus relevantti tässä tapauksessa.

Voit koota johonkin avaruuteen alueeseen enemmän kamaa kuin 1.44 auringon massaa eikä se tarkoita, että siitä tulisi musta aukko. Oleellista on massatiheys.Tämän takia oleellisia tietoja ovat raudan tiheys sekä kuinka rauta puristuu kokoon erittäin kovassa paineessa.

Pitää vielä miettiä...




Musta aukko ei ole sama asia kuin neutronitähti.



Hups, luin väärin. Idea on kuitenkin sama. Oleellista on raudan tiheys ja kuinka se puristuu kokoon.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31323
kuoris
En ole neutroni varma onko neutronitähteen vertaus relevantti tässä tapauksessa.



Kyllä se on pääpiirteissään hyvin tunnettua fysiikkaa.

Voit koota johonkin avaruuteen alueeseen enemmän kamaa kuin 1.44 auringon massaa eikä se tarkoita, että siitä tulisi musta aukko. Oleellista on massatiheys.Tämän takia oleellisia tietoja ovat raudan tiheys sekä kuinka rauta puristuu kokoon erittäin kovassa paineessa.



Jos puhutaan "rautapallosta", minusta voidaan olettaa sen tarkoittavan metallista rautaa, jonka tiheys on minimissään nollapaineessa se vajaat 8000 kg/m^3. Silloin painovoima hallitsee tapahtumaa ja varsin pian Chandrasekharin rajan ylityksen jälkeen tapahtuu faasimuutos ja rauta muuttuu neutroninesteeksi. Mutta ei tuo ole niin hyvin tunnettua, että voitaisiin laskea suurella tarkkuudella asioita. Nuo massat ja neutronitähden rakenteen yksityiskohdat ovat varsin karkeita arvioita.

Musta aukko on eri asia. Se syntyy jos massaa on niin paljon enemmän, ettei neutronien degeneraatiopaine ja mahdollinen kvarkien degeneraatiopaine pysty vastustamaan aineen romahdusta. Se massa, Tolmanin, Oppenheimerin ja Volkoffin raja, tunnetaan paljon huonommin ja arvoidaan olevan välillä 1,5 - 3 Auringon massaa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Tolman%E2% ... koff_limit

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31323
kuoris
Hups, luin väärin. Idea on kuitenkin sama. Oleellista on raudan tiheys ja kuinka se puristuu kokoon.



Juurikin tuo on se oleellinen asia. Noissa oloissa rauta (ja muutkin aineet) voidaan olettaa degeneroituneeksi elektronikaasuksi, jonka kokoonpuristuvuudelle saadaan tietty funktio. Elektronit hallitsevat joka tapauksessa painetta, joten ytimillä ei ole juuri väliä.

Jos tuollaisessa laskussa huomioidaan suhteellisuusteoria, saadaan tulos, että tietyn rajan jälkeen elektronikaasun paine ei voi estää ainetta romahtamasta. Kokoonpuristaminen tuottaa enemmän gravitaatiopotentiaalienergiaa kuin elektronikaasun puristamiseen vastaavasti tiheämmäksi kuluu.

Neutronit (joiksi elektronit ja ytimien protonit muuttuvat) kykenevät vastustamaan romahdusta hieman pitempään. Ja ehkä kvarkit hieman sitäkin pitemmälle. Mutta sen jälkeen ei tunneta mekanismia, joka voisi estää aineen romahtamisen singulariteetiksi.

Ah, pieni googletus selvittää, että valkoiset kääpiot koostuvat pääasiassa hiilestä ja hapesta toisin kuin tavalliset tähdet. Tuskinpa rauta kovin erilaisesti käyttäytyisi, joten antamasi Chandrasekharin massa lienee lähellä totuutta.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat