Neutronensternabbau?

Angenommen, Sie möchten Material aus einem Neutronenstern abbauen und ihn schließlich vollständig zerlegen. Vermutlich würden Sie schwere Elemente aus der Kruste extrahieren und erwarten, dass die von Neutronen entartete Materie darunter dekomprimiert und einem Beta-Zerfall unterzogen wird, der sich dabei wieder in normalere schwere Elemente verwandelt. Vielleicht brauchen Sie das Material, um Billionen von Weltraumhabitaten zu bauen, oder ein paar Hundert felsige Planeten oder so etwas.

Was wäre der einfachste und plausibelste Weg, dies mit absehbarer Technologie zu erreichen ? Es ist zulässig, alle notwendigen Bedingungen für die charakteristische oder bereits vorhandene Umgebung des jeweiligen Sterns anzunehmen, z. B. dass der Neutronenstern Teil eines Doppelsternsystems mit einem bestimmten anderen Objekt sein muss oder dass er bereits vorhandene Planeten haben muss, aber weniger und schwächere Voraussetzungen sind natürlich besser.

Sie haben diese Frage mit "hard-science" markiert. Das heißt, Sie fragen nach wissenschaftlichen Zitaten, detaillierten Berechnungen und dergleichen. Meinen Sie wirklich „wissenschaftsbasiert“, indem Sie eine möglichst wissenschaftlich plausible Antwort wollen?
@JohnDallman Detaillierte Berechnungen und Zitate wären in der Tat wünschenswert.
Ich bin etwas verwirrt über die Kombination der Begriffe „vorhersehbare Technologie“ und „Neutronensternabbau“ in einem Beitrag mit einem „Hard-Science“-Tag. Ich bin mir ziemlich sicher, dass wir fest im Bereich der Rede von hypothetischen Systemen sind, nicht von plausiblen Systemen. Jede Erklärung müsste wahrscheinlich so etwas wie Systeme mit negativer Masse oder Geräte beinhalten, die in der Lage sind, Sonnensysteme im Wert von Masse auf relativistische Geschwindigkeiten zu bewegen. Hypothetisch sicher. Plausible Zukunftstechnologie - nein.
@GrinningX Könnten Sie einen relativistischen Impaktor (viel kleiner als ein Sonnensystem!) Verwenden, um mehr Masse abzusprengen als im Impaktor selbst vorhanden ist? Könnten Sie einen Nicoll-Dyson-Schwarm um einen nahe gelegenen Begleitstern verwenden, um Material zu verdampfen oder abzusprengen oder die NS (gemäß Swiers Antwort) mit unterschiedlichem Lichtdruck hochzudrehen, bis sie aufbricht? Ich weiß es nicht, daher die Frage, aber wenn sie funktionieren würden, wären all diese vorhersehbaren Technologien, da sie keine neue Physik erfordern - nur viele Ressourcen und Technik - und Berechnungen durchgeführt werden können, um sie zu validieren physikalische Plausibilität.
In Anbetracht des Wortlauts in Ihrer Frage scheinen Sie sich nicht wirklich für das Neutronium zu interessieren, nur für das Eisen und so weiter in der Kruste. Ist diese Lektüre richtig?
@NoName Das ist richtig. Nicht gravitationsstabilisiertes Neutronium würde ich nicht für eine plausible, absehbare Technologie halten. Ich würde mich jedoch freuen, wenn ich eines Besseren belehrt werde, wenn jemand auf die Idee kommt, Neutronium abzubauen!
Immer wenn ich eine Frage sehe, die Neutronensterne auf diese Weise betrifft, bin ich versucht zu sagen, dass wir die Zustandsgleichung von Neutronensternen nicht so gut kennen (obwohl es ein heißes Forschungsthema ist!). Ich meine, es gibt sicherlich gut akzeptierte qualitative Strukturideen, und es ist nicht so schwierig, mathematische Modelle zu entwickeln, aber ich denke, eine wirklich großartige Antwort würde wissenschaftliche Erkenntnisse erfordern, über die wir noch nicht ganz verfügen.
Warum braucht man also so viele Neutronen?
@ user6760 Tust du nicht. Sie brauchen die schweren Elemente, in die druckloses Neutronium zerfallen wird, z. B. für den Bau von Billionen von Weltraumlebensräumen oder künstlichen Planeten oder was auch immer Sie sonst noch wollen, das Sie nicht aus Wasserstoff und Helium herstellen können.
Angenommen, Sie haben es geschafft, 1 Löffel "Neutronium" zu "schöpfen" und es sofort in Ihren Frachtraum zu "teleportieren", innerhalb von Sekunden dehnt es sich aus (Supernova-Ebene) und löst eine Kettenreaktion aus, Neutron zerfällt in Proton, Elektron und Anti-Neutrino (nicht nachweisbar und in der Regel harmlose Partikel). Kurz gesagt, du stirbst!
@ user6760 Dann bleiben Sie besser beim Teleportieren des Eisens aus der Kruste und lassen das Neutronium in Ruhe - oder teleportieren Sie es weit genug von bewohnten Gebieten weg, um niemanden zu töten, und sammeln Sie die Stücke, nachdem es zerfallen ist.
Entschuldigung, ich habe vorhin die falsche Frage gestellt, lassen Sie mich umformulieren: Brauchen Sie also so viele Wasserstoffionen?
Habe eine vorläufige Bearbeitung vorgenommen, um harte Wissenschaft durch wissenschaftlich fundierte zu ersetzen.
Aus der Antwort unter physical.stackexchange.com/questions/195951/… sieht es so aus, als würden Sie effektiv etwa 20% Ihrer Masse in dem Energieäquivalent verlieren, das verwendet wird, um es gut aus der Schwerkraft zu bringen. Also, wenn Ihr Prozess ist nicht sehr effizient, dann kann es zu einem Nettomasseverlust kommen - dh Sie verschmelzen 1 Tonne Wasserstoff zu 993 kg Helium, aber die resultierende Energie kann nur 5 kg Material aus dem Neutronenstern extrahieren.

Antworten (3)

Neutronensterne sind viel zu extrem, als dass irgendeine Form von Materie, die aus mehreren Atomen besteht, nahe kommen und leben könnte, um es zu erzählen. Konventionelles Mining ist also out.

Dies lässt uns damit zurück, einen Neutronenstern irgendwie aus der Ferne aufzubrechen, was eigentlich plausibler ist, als Sie erwarten würden:
Wenn Sie einen Neutronenstern finden, der sich extrem schnell dreht , könnten Sie ihm viel Masse zuführen. Dies würde seine Winkelgeschwindigkeit weiter erhöhen. Wenn der Spin etwa 1500 Umdrehungen pro Sekunde erreicht, wird der Neutronenstern voraussichtlich auseinanderbrechen.
Es wird auch vorhergesagt , dass Neutronensterne mit so viel Spin ihren Drehimpuls schneller an Gravitationswellen verlieren, als sie durch Akkretion gewinnen. Aber da Sie den Neutronenstern wahrscheinlich ziemlich schnell auseinanderbrechen (dh keine kosmologischen Zeitskalen), sollte dies kein Problem sein.

Das Schlagwort „harte Wissenschaft“ wird sehr ernst genommen. Können Sie das, was Sie sagen, mit Mathematik oder zugeschriebenen empirischen Beweisen untermauern?

Der Umgang mit Neutronium hat einige ziemlich erschreckende Folgen, wie zum Beispiel, dass es ein massiver Sprengstoff ist, wenn es von dem immensen Gravitationsdruck befreit wird, der es zusammenhält. Außerdem ist die Umgebung um Neutronensterne ziemlich dramatisch. Es gibt immense Magnetfelder , Strahlen geladener Teilchen , die von den Magnetpolen kommen, und Gezeitenkräfte aufgrund des immensen Gravitationsfeldes, die sich auf einen sehr kleinen Bereich konzentrieren, der Sie wie ein Stück Spaghetti ausstrecken würde.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schematische Darstellung des Magnetfelds und der Teilchenstrahlen, die einen Neutronenstern umgeben

Es wird also eine ziemliche Herausforderung sein, Ihre Brotdose abzustellen und auf die Baustelle der Neutronium-Mine zu stanzen.

Da das Neutronium durch das intensive Gravitationsfeld des Neutronensterns sowohl zusammengehalten als auch stabilisiert wird, müssen Sie der Anziehungskraft des Sterns entgegenwirken und das Neutronium irgendwie in einer nutzbaren Weise komprimiert halten. Leider ist der beste Weg, einen Stern zu zerstören, um Massenelemente aus dem Kern zu holen, die Detonation einer Typ-2-Supernova, aber das erfordert, dass die Kernfusionsreaktionen im Stern die Kurve der Bindungsenergie von Wasserstoff zu Eisen hochfahren. Sobald keine Fusionsenergie mehr aus dem Kern kommt (Eisen setzt weder Fusions- noch Spaltenergie frei), kollabiert der Rest des Sterns durch den Gravitationsdruck und der Kern implodiert. Der Neutronenstern könnte der Überrest des Supernova-Ereignisses sein, daher ist keine Energie verfügbar, um den Stern auseinanderzubrechen.

Das bedeutet, dass externe Energie aufgebracht werden muss, und da die Gravitationsenergie eines Sterns so immens ist, muss die Energie, die benötigt wird, um diese zu überwinden, mindestens gleich der Gravitationsbindungsenergie sein, idealerweise größer, damit das Material freigeschleudert werden kann der Baustelle. Der einzig plausible Weg wäre, einen weiteren Neutronenstern mit hoher Geschwindigkeit in den abgebauten Stern zu stürzen oder den Neutronenstern nahe genug an ein Schwarzes Loch zu bringen, damit die Gravitationsenergie des Schwarzen Lochs den Neutronenstern auseinanderreißt, wo das Neutronium dann Spiralen in die Akkretionsscheibe. (Wie man dort das Neutronium holt, ist eine Übung für den Leser....)

Das andere Problem hat wirklich keine Lösung mit bekannter oder plausibler Physik. Das Neutronium wird zerfallen, weil es keine starke Kernkraft gibt, die sie zusammenhält, und die Gravitationsenergie, die sie gebunden und stabil hielt, entfernt wurde. Die Neutronen werden gemäß der anfänglichen Verbindung schnell zerfallen, und es wird eine Energieexplosion geben, wenn die Neutronen in ein Proton und ein Elektron umgewandelt werden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Neutronenzerfall

Der vielleicht beste Ratschlag für den Möchtegern-Industriellen ist also, schlafende Neutronensterne liegen zu lassen ...

Es gibt keine bekannte Technologie, um dies zu tun, daher muss ich ein wenig mit dem harten Wissenschaftsetikett herumspielen. Für das, was ich vorhabe, benötigen Sie eine Art Schwerkraftprojektor:

1) Drehen Sie den Neutronenstern so weit wie möglich hoch.

2) Verwenden Sie Ihren Gravitationsprojektor, um ein bisschen Material vom Äquator zu heben.

Neutronensternabbau?
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