gov-civil-vilareal.ptΤο ψηλότερο βουνό σε αστέρι νετρονίων μπορεί να έχει κλάσμα του χιλιοστού
>Το ψηλότερο βουνό στη Γη - μετρημένο από τη βάση του μέχρι την κορυφή του - είναι το ηφαίστειο Mauna Kea σε ύψος 10.200 μέτρων (6,3 μίλια).
Σε ένα αστέρι νετρονίων, το ψηλότερο βουνό θα ήταν α χιλιοστόμετρο υψηλός. Maybeσως όσο ένα εκατοστό.
Αυτό προκύπτει από νέα έρευνα τελειώσαμε κοιτάζοντας πώς λειτουργούν αυτά τα μικροσκοπικά αλλά γελοία ισχυρά αντικείμενα. Μπορεί να φαίνεται λίγο εσωτερικό να αναρωτιόμαστε πόσο ψηλό μπορεί να είναι ένα βουνό στο εξαιρετικά συμπαγές κατάλοιπο του πυρήνα ενός τεράστιου αστεριού, αλλά αποδεικνύεται ότι έχει μερικές πολύ σημαντικές επιπτώσεις στην αστρονομία.
Αστέρια νετρονίων σχηματίζονται όταν τα αστέρια περίπου 8–20 φορές τη μάζα του theλιου τερματίζουν τη ζωή τους. Τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού εκρήγνυνται προς τα έξω ως σουπερνόβα, αλλά ο πυρήνας καταρρέει προς τα κάτω. Ο πυρήνας ξεκινάει εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα, αλλά συστέλλεται σε μια σφαίρα πλάτους μικρότερου των 30 χιλιομέτρων. Όλα τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια στα ατομικά στοιχεία στον πυρήνα (συν τα αντινετρίνα, αν κρατάτε σκορ) συνδυάζονται για να σχηματίσουν νετρόνια, δημιουργώντας ένα αστέρι νετρονίων.
Είναι απίστευτα, σχεδόν αδικαιολόγητα πυκνά, με εκατό εκατομμύρια τόνους συσκευασμένα σε κάθε κυβικό εκατοστό υλικού (που ονομάζεται νετρονιο ). Αυτό κάνει τη βαρύτητα της επιφάνειάς τους να συνθλίβεται, περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές από αυτή της Γης.
ΠΡΟΣ ΤΟ δισεκατομμύριο . Σε ένα αστέρι νετρονίων θα ζύγιζα όσο ένα μικρό βουνό.
Γιατί το finding dory έχει βαθμολογία pg
Ένα αστέρι νετρονίων είναι απίστευτα μικρό και πυκνό, γεμίζοντας τη μάζα του Sunλιου σε μια μπάλα μόλις λίγων χιλιομέτρων πλάτους. Αυτό το έργο τέχνης απεικονίζει ένα σε σύγκριση με το Μανχάταν. Πίστωση: Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA
Αλλά δεν θα ήμουν πουθενά τόσο ψηλός. Η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που οτιδήποτε προσπαθεί να συσσωρευτεί θα καταστραφεί. Αυτό ισχύει και στη Γη: Τα βουνά μπορούν να φτάσουν τόσο ψηλά πριν το βάρος τους τα κάνει να πέσουν. τα πράγματα από πάνω σπρώχνουν προς τα κάτω τα πράγματα κάτω από αυτό, τα οποία στη συνέχεια ρέουν μακριά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ψηλά βουνά είναι φτιαγμένα από σκληρό βράχο. Δοκιμάστε να φτιάξετε ένα από λάσπη και δεν θα ψηλώσει πολύ πριν καταρρεύσει.
Αυτό το πρόβλημα είναι δισεκατομμύρια φορές χειρότερο σε ένα αστέρι νετρονίων. Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι ένα βουνό χρειάζεται στήριξη από την κρούστα από κάτω του. Ο φλοιός της Γης μπορεί να πάρει τόσο πολύ βάρος πριν η πίεση την παραμορφώσει, περιορίζοντας επίσης το μέγεθος των βουνών.
Ένα αστέρι νετρονίων έχει επίσης μια κρούστα υλικού και είναι πολύ πιο ισχυρό από αυτό της Γης. Αλλά με εκατό δισεκατομμύρια φορές την καθοδική δύναμη, ακόμη και ένας φλοιός αστέρων νετρονίων μπορεί να πάρει τόσο πολύ.
Πόσο?
Έργα τέχνης που απεικονίζουν το μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει ένα αστέρι νετρονίων. Πίστωση: Casey Reed / Penn State University
Αυτό το πρόβλημα αντιμετωπίζεται από τους επιστήμονες εδώ και μερικές δεκαετίες, αλλά είναι δύσκολο. Πρώτον, η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που οι απλοί μαθηματικοί τύποι του Ισαάκ Νεύτωνα δεν λειτουργούν. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν, η οποία είναι πολύ πιο περίπλοκη αλλά λύνει τις εξισώσεις πιο εύκολα.
Πρέπει επίσης να γνωρίζετε πόσο ισχυρός είναι ένας φλοιός αστέρων νετρονίων και αυτό είναι ένα πρόβλημα κβαντομηχανικής, το οποίο είναι ... δύσκολο. Ωστόσο, μπορούν να γίνουν προσεγγίσεις που διευκολύνουν τον προσδιορισμό. Η συνήθης απάντηση που θα βρείτε είναι ότι ένα βουνό πάνω σε ένα αστέρι νετρονίων μπορεί να φτάσει σε ύψος περίπου 10 εκατοστών προτού σπάσει τον φλοιό.
Ωστόσο, τα μαθηματικά που χρησιμοποιήθηκαν για να υπολογιστεί αυτό κάνουν μια αστεία υπόθεση: Ότι το βουνό ασκεί πίεση σε ολόκληρη την κρούστα και όχι μόνο στο σημείο στο οποίο κάθεται. Αυτή η υπόθεση κάνει τα μαθηματικά πολύ πιο εύκολα, αλλά φαίνεται σαφές ότι θα έχετε ένα μεγάλο πρόβλημα να κάνετε τοπικά ένα βουνό σε ένα αστέρι νετρονίων πολύ πριν καταρρεύσει ολόκληρος ο φλοιός.
Το νέο έργο εξετάζει αυτό. Διαπιστώνουν ότι το κρίσιμο μέγεθος ενός βουνού εξαρτάται από πολλούς άλλους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου κατασκευής του (ίσως το υλικό απομακρύνεται από έναν σύντροφο ή το άσχημα ισχυρό μαγνητικό πεδίο βοηθά στην απομάκρυνση της ύλης από την επιφάνεια). Όταν κάνουν τους υπολογισμούς τους, διαπιστώνουν ότι το ψηλότερο βουνό μπορεί να έχει ύψος έως και ένα εκατοστό, αλλά μπορεί να κυμαίνεται έως και λιγότερο από ένα χιλιοστό, ανάλογα με τις συγκεκριμένες τοπικές συνθήκες.
Ένα περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων με ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο αναμιγνύει υποατομικά σωματίδια γύρω του. Πιστωτική τέχνη: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Ένα βουνό με ύψος μικρότερο από ένα χιλιοστό! Αυτό είναι ένα δέκα εκατομμυριοστό ύψος όσο η Mauna Kea. Ωστόσο, για κλιμάκωση θα ήταν ακόμα δισεκατομμύρια φορές πιο δύσκολο να ανέβεις λόγω της έντονης βαρύτητας. Είμαι εξαντλημένος ανεβαίνοντας μερικές χιλιάδες μέτρα εδώ στη Γη, οπότε υποθέτω ότι θα βάλω σε αναμονή τα σχέδια μου για πεζοπορία στα αστέρια νετρονίων.
άγγελος αριθμός 115
Ένας άλλος τρόπος να το σκεφτούμε: το ύψος της Mauna Kea είναι 0,08% της διαμέτρου της Γης. Το ύψος ενός βουνού 1 mm σε ένα αστέρι νετρονίων είναι 0,000003% της διαμέτρου του. Εφηβικός μικροσκοπικός. Τα αστέρια νετρονίων είναι λείος .
Όλα αυτά έχουν ενδιαφέρουσες επιπτώσεις. Τα αστέρια νετρονίων τείνουν να περιστρέφονται γρήγορα, διαρκώντας από μερικά δευτερόλεπτα έως μερικές φορές μόνο μια χούφτα χιλιοστών του δευτερολέπτου για να γυρίσουν μία φορά. Με την πάροδο του χρόνου ο ρυθμός αυτός επιβραδύνεται καθώς το αστέρι νετρονίων χάνει την περιστροφική του ενέργεια σε διάφορους παράγοντες. Για παράδειγμα, το ισχυρό μαγνητικό πεδίο του μπορεί να παρασύρει φορτισμένα υποατομικά σωματίδια στο διάστημα γύρω του. Λειτουργεί σαν αλεξίπτωτο, δημιουργώντας αντίσταση που επιβραδύνει την περιστροφή.
Αλλά μπορούν επίσης να εκπέμπουν βαρυτικά κύματα, ανακινώντας κυριολεκτικά το ύφασμα του χωροχρόνου . Ένα απόλυτα συμμετρικό περιστρεφόμενο αντικείμενο όπως μια σφαίρα ή ακόμη και μια πεπλατυσμένη σφαίρα δεν θα εκπέμπει αυτά τα κύματα, αλλά οποιαδήποτε απόκλιση από αυτό θα δημιουργήστε τα. Όπως, ας πούμε ένα χτύπημα στην πλευρά ενός αστέρα νετρονίων. Αυτό ρίχνει τη συμμετρία, δημιουργώντας τα βαρυτικά κύματα . Αυτά τα κύματα παίρνουν την ενέργειά τους από την περιστροφή του άστρου, οπότε καθώς δημιουργούνται η περιστροφή του αστέρα επιβραδύνεται.
Δεν έχουμε εντοπίσει ποτέ αυτά τα κύματα από ένα περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων, αλλά οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα τα δουν κάποια μέρα. Το μέγεθος του βουνού θα καθορίσει πόση ενέργεια έχουν τα κύματα, οπότε αν ποτέ θέλουμε να τα εντοπίσουμε πρέπει να καταλάβουμε πώς συμπεριφέρονται τα βουνά στα αστέρια νετρονίων.
Επιπλέον, αυτοί οι υπολογισμοί είναι από μόνοι τους ενδιαφέροντες. Τα αστέρια νετρονίων είναι συναρπαστικά και τρομακτικά και η βασική αιτία πίσω από πολλά ακόμη πιο τρομακτικά φαινόμενα όπως τα μαγνητάρια (ναι, διαβάστε αυτό για τους μαγνητάρες αν τολμάτε). Έτσι όσο περισσότερο τους καταλαβαίνουμε τόσο το καλύτερο.
Και είναι απλά δροσερό. Ένα βουνό μικρότερο από έναν κόκκο άμμου, αλλά ένα που ζυγίζει τρισεκατομμύρια και τρισεκατομμύρια φορές περισσότερο! Το Σύμπαν είναι ένα τόσο παράξενο μέρος και όσο περισσότερο το μαθαίνουμε τόσο πιο περίεργο και φοβερό γίνεται.
