Materialien für Neutronensterne - Wenn ein Neutronenstern aufhört sich zu drehen, welche Eigenschaften haben die darin enthaltenen Materialien?

Neutronensterne sind extreme Objekte mit einem Durchmesser zwischen 10 und 20 km. Sie haben eine Dichte von 10^17 kg/m3 (die Erde hat eine Dichte von etwa 5×10^3 kg/m3)

Ein Kieselstein mit einem Radius von 1 cm (0,01 m), das Volumen wäre 4,188 x 10^-6, die Masse wäre 4,188 x 10^11, das sind 418800000 Tonnen. Und ich glaube nicht einmal 3 Supermänner könnten es schleppen.

Der größte Teil des Raums in einem Atom ist leer, die Elektronen kreisen wirklich weit weg vom Kern. Neutronensterne entstehen, wenn Atome in ihre Grundbestandteile Kern und Elektronen zerlegt werden, die nicht dicht umkreisen, sondern kreisen. Es wäre nicht spröde (zumindest denke ich so). Wenn Sie daraus eine Waffe wie ein Schwert machen und irgendwie einen Weg finden, es zu benutzen, müssen Sie keine Menschen schneiden, die Menschen werden davon angezogen, alles, was Sie tun müssen, um es auf sie zu richten, sie würden davon zerquetscht Schwere.

Das Herstellen von Rüstungen funktioniert auch nicht, weil die Dinge in der Umgebung davon angezogen würden. Du kannst Kugeln für interstellare Waffen herstellen und mit hoher Geschwindigkeit auf einen Planeten schießen, würde ihn zerstören.

Neutronium ist wahrscheinlich nicht das Material, das Sie verwenden möchten, wenn Sie es auch nur geringfügig plausibel halten möchten. Es kann nicht außerhalb eines Neutronensterns existieren , der weniger als 2 Sonnenmassen in einem Durchmesser von 10 Meilen hat. Alles andere als das und die starke Kernkraft würden dazu führen, dass die äußeren Schichten abplatzen und mehr Masse verlieren, bis sie in eine Wolke aus Neutronenstrahlung zerfallen.

Aber sagen Sie, Sie hätten diesen Teil mit der Hand weggewunken.

Könntest du daraus eine Rüstung machen? Nein. Es wäre zu schwer, um es zu bewegen (wie mehrere Erden schwer), und mit so viel Schwerkraft, dass alles in der Nähe um es herum angezogen und zu einer krustigen Patina auf der Oberfläche zermalmt würde.

Könntest du eine Waffe daraus machen? Ja. Lassen Sie einen Brocken auf einen Planeten fallen und beobachten Sie, wie er seinen Weg durchbricht, und dann würden sich die zerbrochenen Brocken langsam um das Neutroniumstück bilden.

Alternativen:

Wenn Sie eine unzerbrechliche Rüstung wollen, würde ich persönlich eine supermoderne Legierung vorschlagen . Angenommen, sie finden ein mysteriöses Stück Metall, schmelzen es ein und kombinieren es mit anderen Metallen wie Eisen, um etwas Neues zu bilden.
Stahl ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und einigen anderen Metallen, je nachdem, welche Eigenschaften Sie haben möchten. Indem Sie dieses mysteriöse Metall hinzufügen, können Sie ihm alle gewünschten Eigenschaften verleihen.

Ja, es wird immer noch super dicht sein. Ich glaube nicht, dass das Drehen des Neutronensterns mit der Dichte zu tun hat, da die Hauptkraft die Schwerkraft ist. Die Dichte kann in die Stärke einfließen, hängt jedoch davon ab, was Sie messen möchten. Härte, Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Druckfestigkeit usw. ist schwer zu bestimmen, weil es so dicht ist. Die durchschnittliche Masse übersteigt 500.000 Erden, aber die durchschnittliche Größe liegt im Stadion von 25 Kilometern. Oder ein Kubikzentimeter von diesem Zeug wiegt viele hundert Millionen Tonnen. Wenn Sie einen Meter über einem Neutronenstern abgeworfen würden, würden Sie wahrscheinlich auf über sieben Millionen Kilometer pro Stunde beschleunigen. Du bekommst das Bild.

Aber es hängt auch davon ab, wonach Sie konkret fragen, wenn Sie von den Materialien eines Neutronensterns sprechen. Die Kruste besteht wahrscheinlich aus Eisenatomkernen und dahinter ist einfach eine superdichte Suppe aus Neutronen. Darüber hinaus könnten Sie zu einem Quark-Gluon-Plasma oder einer Superflüssigkeit aus entarteter Neutronenmaterie gelangen. Unabhängig davon ist das Thema hier extreme Dichte. Und daher wäre es äußerst unwahrscheinlich, dass Sie es bewegen, geschweige denn damit arbeiten könnten. Sie würden wahrscheinlich eine Art fortgeschrittener Gravitationsmanipulation benötigen, und selbst dann wäre es am besten, sie nicht als Rüstung, sondern für etwas anderes zu verwenden.

Wir als Spezies verstehen sie nicht sehr gut, aber es gibt einen Grund, warum dichte Materialien nicht unbedingt bessere Rüstungen ergeben. Zuerst gibt es das Problem des Gewichts und der Verarbeitbarkeit. Es gibt viele leichte und sehr starke Materialien, die sich besser für die Herstellung von Rüstungen eignen, insbesondere für Menschen. Selbst der Rumpf eines Raumschiffs wäre aufgrund der schieren Masse und Trägheit wahrscheinlich besser mit einer leichteren Panzerung. Und wie Chinu sagte, wäre es aufgrund seiner Dichte wieder außerordentlich effizient beim kinetischen Bombardement, aber diese Dichte ist der Hauptbegrenzer für seine Nützlichkeit.

Gar nichts.

Den Materialien, aus denen der Neutronenstern besteht, wird nichts passieren, da ihre Zusammensetzung in keiner Weise mit der Drehung des Sterns zusammenhängt, sondern nur mit seiner Masse und seinem Radius. In der Nähe des Äquators würde etwas weniger Zentrifugalkraft der Schwerkraft entgegenwirken, daher kann es einige geringfügige Veränderungen in der äquatorialen Kruste geben, wobei einige der leichteren Kerne in der Kruste zusammenklumpen, um schwerere zu bilden. Der Neutronenstern wird eine dichte Kugel aus Neutronium mit einer dünnen Kruste aus schweren, exotischen Atomkernen bleiben. Es wird unmöglich sein, es abzubauen, da die Schwerkraft Sie töten würde, wenn Sie einen Fuß auf die Oberfläche setzen würden.

Ihr Verständnis von "Neutronensternmaterial" ist fehlerhaft. Der Grund , warum Neutronensterne so dicht sind, liegt in ihrer hohen Schwerkraft, die die Materie zusammendrückt, nicht in einer intrinsischen Eigenschaft des Materials selbst. Im Grunde ist ein Neutronenstern das, was passiert, wenn der kollabierte Kern eines Sterns nicht ganz massiv genug ist, um ein Schwarzes Loch zu werden, aber ziemlich nah dran ist.

Wenn Sie also ein Stück Neutronensternmaterial hätten und es aus dem Gravitationsfeld des Sterns nehmen würden, würde es einfach in freie Neutronen verdampfen, die bald in einfaches altes Wasserstoffgas zerfallen würden. Wenn Sie es schnell entfernten, würde es explodieren.

Nun, wenn Sie ein exotisches Material hätten, das eine vergleichbare Dichte wie ein Neutronenstern hätte und irgendwie stabil wäre ... nun, Sie hätten sicherlich etwas Verwendung dafür, aber es wäre wegen seines Gewichts keine gute Rüstung. Wenn Sie die Energie hätten, es zu beschleunigen oder einfach aus dem Orbit fallen zu lassen, wäre es eine absurd mächtige Waffe. Wie spröde es wäre, hängt von seinen genauen Materialeigenschaften ab, die bereits nichts mit denen eines Neutronensterns zu tun haben, sodass Sie es machen können, was Sie wollen.

Außerdem würde es einen verdammt guten Briefbeschwerer abgeben.

Lassen Sie uns mehr auf das Szenario eingehen, das Sie beschreiben, als auf die Frage, die Sie zu Beginn stellen (die nur am Rande verwandt zu sein scheint).

Nehmen wir an, ein „Kiesel“ ist etwa 1 cm ³ groß.

Nehmen wir auch an, dass einer dieser erwachsenen Männer irgendwo in der Größenordnung von 75 kg tragen kann.

Lassen Sie uns auch ignorieren, wie vier Männer gleichzeitig ein 1 cm ³ großes Objekt festhalten können, was an sich eine ernsthafte Herausforderung, aber nicht unlösbar sein wird.

Mit diesen Annahmen können wir das Gewicht des Kieselsteins in der Größenordnung von schätzen$4 \times 75~\text{kg} = 300~\text{kg}$.

Folglich ist die Dichte des Materials so etwas wie$300 \times 10^6 = 3 \times 10^8$kg/m ³ (weil$\frac{\text{cm}^3}{\text{m}^3} = 10^6$).

Offenbar ist Osmium mit 22,59 g/cm ³ = das dichteste natürlich vorkommende Element auf der Erde$2.259 \times 10^4$kg/m ³ . Ein kieselsteingroßer Osmiumball würde einige zehn Gramm wiegen.

Bei Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags ist es üblich, nur den Exponenten zu betrachten. Ihr Material ist$10^{8-4} = 10^4$mal so dicht wie Osmium. Das tatsächliche Ergebnis ist, dass das Material, das diese Männer gefunden haben, ungefähr 13.000-mal so dicht ist wie Osmium, aber diese Zahl könnte leicht zwischen 10.000 und 15.000-mal liegen, je nachdem, wie stark diese Männer sind.

Zum Vergleich, wie von Chinu ausgeführt , hat ein Neutronenstern eine Dichte in der Größenordnung von$10^{17}$kg/m ³ (eigentlich ein Vielfaches davon; Wikipedia sagt$3.7 \times 10^{17}$zu$5.9 \times 10^{17}$kg/m ³ ), was weitere neun Größenordnungen (eine Milliarde Mal) dichter ist als das Material, das Sie sich vorstellen. Ein kieselsteingroßer Teil eines Neutronensterns würde, vorausgesetzt, er bliebe zusammen ( was er nicht tun würde , wie IndigoFenix ​​bereits betonte), nicht 300 kg wiegen, sondern eher 300.000.000.000 ($3 \times 10^{11}$) kg.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Frage im Grunde und leider ein weiteres Beispiel für einen Mangel an Maßstabsgefühl im Raum ist .

Ich stimme AndyD273 zu : Es wäre wahrscheinlich besser und weniger wahrscheinlich, den Verlust der Ungläubigkeit zu riskieren, wenn diese Männer stattdessen einfach eine superstarke Legierung entwickeln würden. Sie müssen die Teile einer solchen Legierung nicht einmal benennen oder beschreiben, es sei denn, Sie möchten (aber wenn Sie dies tun, hüten Sie sich davor, erneut in dieselbe Falle zu tappen, indem Sie die Dinge falsch einschätzen).