Fórmulas para el equilibrio gravitacional

Estoy tratando de calcular en qué punto se establece el equilibrio gravitatorio para varios cuerpos (planetas, estrellas, estrellas de neutrones, etc.) suponiendo que sean esferas perfectas. Sin embargo, el radio que obtengo no es igual al que debería ser según Wikipedia (lo probé para el Sol, un planeta y una estrella de neutrones, pero todos fallaron bastante).

A continuación se muestra el ejemplo del radio de la estrella de neutrones que estoy tratando de obtener:

Mi resultado (factor) es 1 en:

Radio: 2228588   metro

Densidad: 1.2768744892680034 × 10 11   k gramo / metro 3

El artículo de Wikipedia sobre estrellas de neutrones dice que el radio de una estrella de neutrones es de unos 12 km y la densidad es unas 10 veces mayor que la mía. Mi resultado es 2228 km, lo cual está bastante mal, así que tengo una segunda pregunta:

  1. ¿Estoy calculando todas las fuerzas que necesito?
  2. ¿Son correctas las fórmulas que estoy usando?

Los tomé de Wikipedia y diapositivas universitarias y encontré múltiples variaciones de casi todos ellos (la mayoría de los cuales en realidad no enumeré a continuación), por lo que estoy bastante confundido en cuanto a lo que es correcto.

Sé que estoy usando hierro como elemento y debería dividirlo y convertir los protones en neutrones, pero eso solo aumentaría la presión de degeneración y daría como resultado un radio aún mayor, si no me equivoco.

Así es como lo calculé:

Masa de un electrón: METRO mi

Peso atómico estándar del hidrógeno: METRO h = 1.00782503223

Masa de un neutrón: METRO norte

masa atómica de F mi 26 56 : 55.934936   tu

Número de átomos: 7.938 × 10 31

Número de neutrones por átomo: ( 56 26 ) × número de átomos

Número de electrones por átomo: 26 × número de átomos

Número total de partículas: número de átomos + número de electrones

Masa: masa atomica × número de átomos = 4.4400513610370694 × 10 30   k gramo 2.3 METRO

Radio: 2 , 228 , 588   metro

La temperatura: 9.452 × 10 7 ° k

Fuerza de gravedad: GRAMO METRO 2 r

Volumen: 4 π r 3 3

Densidad de particula: número de partículas volumen

a: 4 σ C

Presión de radiación: a T 4 3

Presion del gas: Densidad de particula × k B T

Presión de degeneración de electrones: π 3 2 15 METRO mi × 3 × número de electrones V π 5 3

Presión de degeneración de electrones 2: π 2 2 5 METRO mi × METRO h 5 3 × 3 π 2 3 × METRO V 1 5 3

Presión de degeneración de neutrones: π 3 2 15 METRO mi × 3 × número de neutrones V π 5 3

Presión de degeneración de neutrones 2: 3 10 3 2 15 π 1 3 × METRO norte 8 3 × r 5 × METRO 4 5 3

Presión total: presión de gas + presión de radiación + presión de degeneración de neutrones + presión de degeneración de electrones

Fuerza de presión total: presión total × volumen

Si fuerza de presión total = fuerza de gravedad, entonces el cuerpo está en equilibrio.

¿Puedes mejorar el formato y la gramática aquí? Por el momento, es un poco confuso. Además, Mathjax está habilitado en el sitio. Aquí hay un buen tutorial.
Además, la densidad de una estrella de neutrones, como la de cualquier cuerpo celeste, no es constante. Varía con el radio. Además, deberá tener en cuenta los efectos relativistas.
las entradas son la cantidad y el elemento (y por lo tanto la masa) la temperatura y el radio todo lo demás se calcula en base a esos valores
No puedo darte una respuesta completa, pero a primera vista estás calculando con la presión de los electrones. Pero en realidad, en el núcleo de la estrella de neutrones, los protones y los electrones se fusionan en neutrones. Entonces obtienes menos partículas con mayor masa. Eventualmente podría obtener un plasma de quarks-gluones, que nuevamente podría necesitar un tratamiento diferente.
La fuerza no es presión por volumen; entre muchos errores.
@asdf Los comentarios no son realmente el mejor lugar para resolver ecuaciones. Si necesita más ayuda, pregunte en el chat.

Respuestas (1)

Masa = masa atomica × número de átomos = 4.4400513610370694 × 10 30   k gramo 2.3 METRO

Aquí radica el problema: tus unidades y exponentes están desordenados. La masa de su isótopo de hierro es 55.934936   tu , y aquí están 7.938 10 31 átomos Haz los cálculos y obtendrás una masa total de 4.4400513610370694 × 10 33   tu . Eso se convierte en aproximadamente 7372878   k gramo . ¡Nada cerca de la masa del Sol!