Beyaz cüce nötron yıldızı meselesi artık elementlerle açıklanamaz, yani kara delikte madde var mı?
Bu makale tamamen netizenler tarafından gündeme getirilen şu soruyu temel alan konuya dayanmaktadır: kara deliklerin yoğunluğu sonsuzdur, öyleyse kara delikler hangi unsurlardan oluşacak? Çöken demir yeni bir element oluşturacak mı?
Aslında bu soru çok da doğru değil.
Kara deliklerin sonsuz yoğunluğu, yalnızca kara deliğin merkezindeki tekilliğe işaret eder.
İnsanlar artık kara deliğin Schwarzschild yarıçapı dahil kara delikleri tanıyor.
Kara delik tekilliği son derece küçüktür, ancak Schwarzschild yarıçapının belirli bir ölçeği vardır.
Bu yarıçap kütle ile orantılıdır.Kütle ne kadar büyükse, Schwarzschild yarıçapı o kadar büyük olur.
Hesaplama formülü: R = 2GM / C²
Formülde, R, Schwarzschild yarıçapıdır, G, yerçekimi sabitidir (6.67x10 ^ -11N · m² / kg²), M kütledir ve C, ışık hızıdır.
Ancak bir kara deliğin tüm kütlesi tekillik üzerinde yoğunlaşmıştır.
Bu tekillik sonsuz derecede küçüktür, tanıyamadığımız sonsuz derecede küçük bir şey. Bu kara deliğin kütlesi sadece 1 gram olsa bile yoğunluğu sonsuzdur çünkü sonsuz küçüklükteki hacim yoğunluğu ölçemez.
Madde sonsuz küçük bir hacimde olduğu için, bildiğimiz hiçbir unsur yoktur.
Bildiğimiz madde atomlardan oluşur ve elementler de atomlardan oluşur.
İnsanların tanıyabildiği en küçük ölçek, 1,6 × 10 ^ -35 metre olan Planck ölçeğidir. Elektronun çapı 10 ^ -15 metredir ve Planck ölçeği, 1 trilyon kat daha küçük olan elektronunkinden 20 kat daha küçüktür.
Kuantum mekaniği, Planck ölçeğinden daha küçük olmanın dünyamız için bir anlamı olmadığına inanıyor.
Ama tekillik sonsuz derecede küçük, hatta bundan daha küçük, ne kadar olduğunu bilmiyorum.
Kara deliğin tüm kütleleri bu tekillik içindedir ve mevcut hiçbir teori bu tür maddeyi tanımlayamaz.
Aslında beyaz cüceler söz konusu olduğunda, madde bizim tanıdığımız unsurlardan oluşmaz.
Beyaz cüceler güneşin yuvasıdır ve kütlesinin 0,5 ile 8 katından daha az kütleye sahip bir yıldızın öldükten sonra beyaz cüce bırakacağına inanılır, bu nedenle beyaz cüceler bu tür yıldızların cesetleridir.
Beyaz cücelerdeki madde çok yoğundur.Atomlar ezilir ve ezilir. Çekirdeğin dışındaki elektronların bir kısmı serbest elektron haline gelir, ancak temelde atomların durumunu korurlar.Kütleçekim basıncını desteklemek için elektronların yozluğuna güvenirler, bu nedenle bunlara elektronik dejenerasyon da denir. madde.
Elektronik dejenerasyon nedir? Pauli'nin dışlama ilkesine göre, fermiyonlardan oluşan bir sistemde, iki veya daha fazla parçacık aynı durumda olamaz.
Bu şekilde elektronlar arasında uyumsuz bir basınç farkı oluşur ve bu destek çökmeye devam etmez.
Beyaz cüce, artık bildiğimiz hiçbir unsur olmayan santimetre küp başına 1 ila 10 ton malzeme yoğunluğuna sahiptir.
Bu tür yoğun madde gezegeninin çekim kuvveti çok güçlüdür ve sıradan gök cisimleri, yani ona yakın yıldızlar, gezegenler ve yıldızlararası madde çekilip yırtılacak ve yenilecektir.
Beyaz cüceler çevreleyen göksel maddeyi, yani birikmeyi yutmaya devam ettikçe ve kütle güneşin 1,44 katı olan Chandrasecka sınırına ulaştığında, elektron dejenereliği basıncı vücudun basıncına dayanamaz ve çökmeye devam eder. , Büyük enerji, ani karbon ve oksijen nükleer füzyonunu tetikler ve termal kaçış, la süpernova patlamasına yol açar.
Beyaz cüce patlamasının sonucu muhtemelen bir nötron yıldızı oluşturacaktır.
Bu nedenle, Chandrasekhar sınırı hem beyaz cüce yıldızların üst sınırı hem de nötron yıldızlarının alt sınırıdır.
Nötron yıldızının basıncı atomları ezer, elektronlar çekirdeğe bastırılır ve protonlarla nötralize edilerek nötron olur. Orijinal nötronlarla birlikte tüm gezegen büyük bir nötron çekirdeği olur.
Nötron yıldızları çok küçüktür.Güneş kütlesinin 1.44 katından fazla yarıçapı sadece 10 kilometre büyüklüğündedir.Bu nedenle madde daha aşırı ve yoğundur, yoğunluğu santimetreküpte yaklaşık 1 milyar tondur.Bu madde bildiğimiz herhangi bir element olarak sayılabilir mi? ?
Nötron yıldızları, büyük yerçekimi basıncını desteklemek için nötronların yozlaşmış basıncına güvenirler, ancak bir Oppenheimer sınırı vardır, yani yaklaşık 3 güneş kütlesine ulaştığında, onu tutamayacak ve kaçınılmaz olarak bir kara deliğe dönüşecektir.
Nötron yıldızlarını veya kara delikleri oluşturan yıldızların tek tek dönüştürülmesi gerekmez, eğer yıldız çok büyükse, evrimin son safhalarında doğrudan bir nötron yıldızına veya kara deliğe dönüşecektir.
Büyük bir yıldızın bir süpernova patlaması vardır ve doğrudan bir nötron yıldızı veya kara delik oluşturur.
Genelde güneş kütlesinin 8 katından daha fazla kütleye sahip bir yıldız süpernovasının arkasında bir nötron yıldızının kalacağına inanılır; Güneşin 30-40 katı kütleye sahip bir yıldızın arkasında bir kara delik kalacaktır.
Bundan, süpernova büyük patlamasının maddenin çoğunu patlama yoluyla uzaya fırlattığını ve geri kalan çekirdeğin çok küçük olduğunu görebiliriz.
Nötron yıldızları, Güneş'in kütlesinin 3 katının altındadır ve Güneş'in 40 katı kütleye sahip bir yıldız, genellikle Güneş'in kütlesinin yalnızca 4 katı olan bir kara delik üretir.
Ayrıca merkez sıcaklığı çok yüksek olan, yeterli antimadde üretecek ve büyük patlamadan sonra yok olacak, geride hiçbir şey bırakmayacak dev yıldızlar da var.
Büyük kütleli yıldızların evriminin sonunda, hidrojen nükleer füzyonundan başlayarak, birinci seviye nükleer füzyondan başlayarak tamamlanırlar ve demir elementine ulaşmaları ilerleyemez.
Süpernova patlamasından önce, protostarın merkezi bir demir çekirdektir.
Devasa yıldızlar, hidrojen nükleer füzyonundan başlayarak ve periyodik tablo boyunca sürekli olarak hafiften ağırlığa yükselen nükleer füzyona uğrarlar.Her seviye için gereken sıcaklık ve basınç daha yüksektir.
Ama konu demir element seviyesine gelince, bitiyor.
Bunun nedeni, demirin en kararlı element olmasıdır, ister nükleer fisyon ister nükleer füzyon olsun, kendiliğinden bir zincir reaksiyonu oluşturmak için enerji üretmeyecek, ancak daha fazla enerji tüketecektir. Evrimin sonraki aşamalarında, yıldızların demir füzyonunu tetikleyecek enerjisi yoktur.
Böylesine büyük bir yıldızın çekirdeği artık nükleer füzyona giremez.
Bir yıldızın ana dizi fazı boyunca, bir yıldızın kararlılığı, kütlenin yerçekimi basıncına direnmek için merkezi nükleer füzyonun radyasyon basıncına dayanır. Nükleer füzyon radyasyon basıncı olmadan, yıldızsal yerçekimi basıncı, malzemenin çekirdeğe keskin bir şekilde çökmesine neden olarak çekirdeğin ve termonükleerin çökmesine neden olur. Kontrolden çıkmak büyük bir enerji patlamasına neden oldu.
Bu süpernova patlamasıdır. Patlama sonucunda merkezde kalan yoğun gök cismi kütlesine bağlı olarak bir nötron yıldızı veya bir kara delik oluşur.
Biri sordu, merkezdeki demir çekirdek ne olacak? Tabii ki parçalara ayrıldı.
Bir süpernova patlamasının enerjisi muazzamdır.Bir süpernova patlaması, en azından güneşin ömrünün 10 milyar yıllık ışıyan enerjisinin toplamına eşittir. 2015 yılında keşfedilen ASASSN-15lh süpernova patlaması, güneşin 570 milyar katı parlaklıkla şimdiye kadarki en güçlü süpernova patlamasıdır.
Süpernova patlamasının sıcaklığı 10 ~ 100 milyar dereceye ulaşabilir.
Böylesine büyük bir enerji, yüksek sıcaklık ve basınç altında, hangi konu işlenemez? Bu inatçı demir çekirdek elbette bir istisna değildir ve anında daha ağır bir elemente dönüşür.
Evrenin ilk günlerinde sadece hidrojen, helyum ve lityum gibi hafif elementler vardı, dünyamızdaki elementleri kademeli olarak artıran yıldız nükleer füzyonu ve süpernova büyük patlamasıydı, ancak toplam miktar% 1'den azdı.
Ve şimdi evrende, insanlar 118 çeşit element keşfetti.Bu elementlerin tüm ağır elementleri, nükleer füzyon ve süpernova patlamaları yoluyla yıldızlardan elde ediliyor.
Bu unsurlar, aşırı gök cisimleriyle karşılaştırılamaz.
İnsanoğlunun bildiği 118 element arasında en yoğun element, santimetre küp başına 22,8 gram olan metal osmiyumdur.
Beyaz cüce yıldızların malzeme yoğunluğu santimetre küp başına yaklaşık 10 tona, nötron yıldızlarının malzeme yoğunluğu santimetre küp başına 1 milyar tona ulaşır!
Bu yoğunluk, bildiğimiz unsurlarla aynı büyüklükte değildir ve gerçekten uzak bir dünyadır.
Liu Cixin'in "Üç-Gövde" romanında Trisolaran tarafından gönderilen su damlacıkları, bir nötron yıldızının yoğunluğuna eşittir, bu yüzden bir atomun şişmesi zor olacak kadar pürüzsüzdür.
Bu maddeyi şu anda göremesek de, yine de teorik bilgilerimizin kapsamındadır.
Ve kara delik tekilliği artık basit bir nötronlar tarafından ezilme meselesi değil Maddenin durumu bizim bilişimizin ötesinde ve bir zaman ve mekan meselesidir.İnsanlar gizemin içine nasıl bakabilir?
Sonuç: Kara deliklerin bileşimi artık tanıdığımız bir unsur değildir. Demir, yüksek sıcaklık ve basınç altında daha ağır elementlere dönüşebilir, ancak "çöküş" tanımı doğru değildir.
Okuduğunuz ve hoş geldiniz tartışma için teşekkürler.
Zaman-uzay iletişimi orijinal telif hakkı, ihlal ve intihal etik olmayan davranışlardır, lütfen anlayın ve işbirliği yapın.
