¿Cómo puede algo ser tan pequeño pero físicamente contener tanta masa? Por ejemplo, una estrella de neutrones.

Estás acostumbrado al material atómico o molecular. El radio característico de los átomos es [matemática] 10 ^ {- 8} [/ matemática] centímetros. Los átomos tienen un núcleo muy pequeño, con la mayor parte del volumen lleno por la nube de electrones.

En una estrella de neutrones, como se forma en el colapso de un núcleo estelar durante una supernova, la presión en el núcleo es tan alta que los electrones y protones se han combinado para formar neutrones.

La escala nuclear característica es [matemática] 10 ^ {- 13} [/ matemática] cm, 5 órdenes de magnitud más pequeña. En términos de volumen, entonces, un núcleo es 15 órdenes de magnitud más pequeño, o un millón de millones de veces.

El radio del Sol es de 700,000 kilómetros. Si tuvieras que reducir su radio en 5 órdenes de magnitud, estarías mirando a 7 kilómetros, lo cual es casi correcto en términos aproximados para un radio de estrella de neutrones.

Los átomos están increíblemente vacíos. Una vez que empuja los electrones hacia el núcleo, puede acumular una gran cantidad de materia en un espacio pequeño.

No es la pregunta correcta. La razón por la cual una estrella de neutrones, o un agujero negro, es tan densa es porque hay tanta masa forzada en un lugar que las fuerzas que normalmente repelerían los componentes de los átomos entre sí y les permitirían mantener su forma, están abrumadas. .

Los átomos colapsan bajo la presión y forman materia degenerada: neutronio, o en el caso de un agujero negro, una singularidad. Probablemente, es difícil saber qué permite que se formen agujeros negros, aparte de eso, los neutrones mismos deben haberse derrumbado sobre sí mismos para crear una masa tan densa que ni siquiera la luz puede escapar de ella.