¿Qué pasaría si un bloque de materia con un diámetro de 1 metro, pero con la densidad de una estrella de neutrones, impactara a la Tierra con la velocidad promedio de un meteorito?

Gracias, Marcus Vinicius Monteiro por la A2A. Suponiendo por un momento que tal cosa pudiera suceder, la Tierra sería completamente destruida, como vaporizada por tal medidor. Un cc de densidad promedio (la densidad varía de la superficie al núcleo, naturalmente), el material de la estrella de neutrones tendría una masa de 590 mil millones de kilogramos. Mantengamos nuestra esfera en centímetros por simplicidad. Entonces nuestra esfera tiene 50 cm de radio. Por lo tanto, su volumen es 4/3 πr ³. Conecte 50 para r y obtenemos 392,698.75 centímetros cúbicos por 590,000,000,000 kilogramos / cc para una masa. Ahora para calcular qué tan pesado pesa esta masa en la Tierra, entonces multiplicamos por la gravedad de la Tierra 9.8 Newtons / kilogramo. Eso nos da 231,692,263,000,000,000 Newtons. Eso es mucha fuerza en reposo.

Sin embargo, no tenemos nada que temer de este hipotético meteorito. En el momento en que su material se retirara de la gravedad aplastante de la estrella de neutrones, el principio de exclusión de Pauli volvería a funcionar y sus neutrones que se habían formado a partir de protones y electrones que se habían forzado juntos en neutrones sin carga volverían a su atómica ordinaria. orden de un protón, electrón y neutrino. El meteorito se desintegraría esencialmente al abandonar su estrella madre. Así que duerme tranquilamente esta noche sabiendo que ser golpeado por un meteorito de una estrella de neutrones es al menos una forma en que no morirás. Solo manténgase alejado del tipo que fue capaz de extraer una esfera de material de 1 metro de una estrella de neutrones para empezar. 🙂

Los efectos son muy parecidos a disparar una sandía. Primero, habría muchas grietas en la corteza terrestre que se extenderían desde el punto de impacto. Teniendo en cuenta el hecho de que la capacidad de calor de la Tierra es aproximadamente 1 kJ / kg * K, eso significa que la temperatura de la Tierra aumentará en 0.2 ° C debido al impacto. (la energía cinética es 1.25E27 J)

El impactador eventualmente se mezclará con el núcleo de la Tierra, causando terremotos y erupciones volcánicas en todas partes. Todos morimos.

Tal bloque de materia estaría salvajemente desatado y explotaría de inmediato. Entonces esto simplemente no puede suceder en la realidad.

Se necesitaría magia para hacerlo realidad.

El volumen de una estrella de neutrones es de aproximadamente 4 x 10 ^ 12 metros cúbicos, para un radio de 10 km. La densidad de la materia estelar de neutrones es de aproximadamente 10 ^ 17 – 10 ^ 18 kg / m ^ 3, o entre una y diez veces la densidad de la materia nuclear.

Entonces, la masa de 1 m ^ 3 de materia estelar de neutrones es de alrededor (10 ^ 17 – 10 ^ 18) kg, y a partir de eso podemos usar 1/2 mv ^ 2 con v de digamos 50 km / s para encontrar una cinética energía para el “meteorito” del orden de aproximadamente 2.5 x (10 ^ 26-10 ^ 27) Julios o 10 ^ 33 – 10 ^ 34 ergios.

La energía de unión gravitacional de la Tierra es del orden de 2,3 x 10 ^ 39 ergios. Entonces, la energía cinética por sí sola será más que suficiente para terminar con toda la vida en la tierra.

Por otro lado, la energía de unión gravitacional de una estrella de neutrones es de aproximadamente 10 ^ 53 ergios, lo que equivale a aproximadamente 10 ^ 41 ergios para el “meteorito” de 1 m ^ 3. Pero si la muestra se toma del núcleo de la estrella donde la densidad podría ser diez veces más alta y la gravedad incluso más profunda que el promedio, entonces podría ser de órdenes de magnitud aún más altos.

La materia en el núcleo bien podría ser materia de quark con quarks arriba, abajo y extraños en equilibrio, con el mismo nivel de Fermi. Los extraños quarks se descompondrían en una escala de tiempo corta, produciendo 150 MeV por descomposición en forma de muchos productos de descomposición, y también se formarían nucleones y mesones; todo esto se sumaría a la energía de la explosión.

Casi toda esta energía se liberaría si de alguna manera pudieras estabilizar la materia contra la explosión hasta que golpee la Tierra.

La presión requerida para mantenerlo en su lugar se liberaría de una vez: está cerca de un gas Fermi degenerado, la presión de degeneración sería del orden de 10 ^ 33 Pa, y si la estrella de neutrones es joven, el asunto también tener temperaturas del orden de 1-10 MeV.

Entonces, si esto pudiera hacerse, la explosión resultante vaporizaría la Tierra con toda seguridad.

Tal liberación de energía probablemente interrumpiría o destruiría todo el sistema solar.

A2A. Básicamente lo que dijo Mike Richmond. Una estrella de neutrones real está en el rango de unas pocas masas solares, e incluso la prodigiosa gravedad de eso no es suficiente para mantener todo el volumen comprimido a neutronio. Más bien, se espera que haya una corteza de 1-2 km (de unos 10 km) de materia de densidad relativamente baja, con el neutronio en el centro.

Eso te dice que un trozo tan pequeño como 1 m no será estable pero explotará, liberando la enorme cantidad de energía que desperdiciaste comprimiéndolo para el experimento.

Con el propósito de una respuesta ligeramente diferente, quiero suponer que alguien ha descubierto cómo extraer una esfera estabilizada de un metro de material similar a una estrella de neutrones y acercarla lo suficiente a la Tierra como para contemplar un impacto sin destrucción total mucho antes ese impacto

Como han señalado otras respuestas, según la física entendemos que nuestro pequeño pedazo de estrella de neutrones no querrá permanecer tan pequeño. Separado del resto de la estrella de neutrones, carece de las fuerzas gravitacionales internas para resistir su propia rápida expansión y descomposición. Entonces, la estrella de neutrones, en sí misma, en su totalidad necesitará estar muy, muy cerca de la Tierra, de modo que el fragmento del tamaño de un metro nos golpee antes de esa inflación. La Tierra se separaría cuando la estrella de neutrones se acercara. La energía de desperdicio de la explosión que es capaz de levantar el bit redondo de un metro de la superficie de la estrella de neutrones a, digamos, 50,000 m / segundo probablemente hará tostadas con la lechada de bits de la Tierra sobrante.

Entonces, supongamos que una envoltura retráctil de alta resistencia mantiene nuestra pequeña bola de destrucción unida durante su viaje pausado de varios años desde la mosca por la estrella de neutrones más allá de la órbita de Plutón. Y supongamos que las fuerzas de impacto no dañan esta solución de contención.

Si este fuera el caso, entonces nuestras ecuaciones de energía podrían estar apagadas. No podemos suponer que toda la energía cinética del meteorito se convertirá en calor y energía explosiva. El material de la tierra en el camino del proyectil tiene solo una cantidad limitada de “poder” de detención. La reducción en la velocidad de nuestro objeto no puede exceder lo que la resistencia de la Tierra, al estar en el camino, puede lograr. Cincuenta mil metros por segundo no permiten que interactúe mucha Tierra, y ninguna sección durante mucho tiempo, a pesar de que un evento de agujero completo puede durar cinco minutos.

El orificio de salida sería desordenado, al igual que el cráter cónico que se forma en el interior de un panel de vidrio golpeado por una pistola de perdigones, pero nuestra esfera probablemente saldrá por la parte posterior de un golpe de mirada.

Las ondas de choque reverberarán. Probablemente veremos múltiples regiones de corteza fracturada, permitiendo que el magma del manto se levante en nuevos volcanes. Gran parte del hemisferio en el costado del cráter de salida será nivelado y enterrado en cenizas. La vecindad del orificio de entrada sería incinerada por el calor de la columna de plasma de un millón de grados que se expulsa durante el viaje aburrido de la esfera. Después del momento inicial de la explosión, la atmósfera dejaría de existir cerca de la antorcha, por lo que la acción durante el incendio sería una simple incineración radiante, a lo largo de la línea de visión, seguida del rápido retorno de la atmósfera, en un segundo choque. agite a medida que disminuye la ventilación.

Si bien es realmente malo, esto puede no ser un evento de extinción total de la vida, en el primer paso. Varios años más tarde, cuando el humo se despeja, un posible sobreviviente podría mirar hacia el cielo, para descubrir si el encuentro ha enganchado a un visitante repetidor que destroza el planeta enredado en una órbita que cruza la Tierra.

De un capítulo sobre cosmología de un conocido astrofísico del noroeste de los Estados Unidos, 1 cucharadita de estrella de neutrones en la Tierra pesaría mil millones de toneladas . Olvida todas estas matemáticas. Su esfera de un metro de estrella de neutrones que se mueve en el rango de 10 ^ 4 -10 ^ 5 mph perforaría un agujero en la tierra como un rifle a través de una bola de barro seco.