Materiales de la estrella de neutrones: si una estrella de neutrones deja de girar, ¿cuáles serán las características de los materiales en ella?

Las estrellas de neutrones son objetos extremos que miden entre 10 y 20 km de diámetro. Tienen densidades de 10^17 kg/m3 (la Tierra tiene una densidad de alrededor de 5×10^3 kg/m3)

Un guijarro de 1 cm (0,01 m) de radio, el volumen sería 4,188 x 10^-6, la masa sería 4,188 x 10^11, es decir, 418800000 toneladas. Y no creo que ni 3 superhombres puedan arrastrarlo.

La mayor parte del espacio en un átomo está vacío, los electrones orbitan muy lejos del núcleo. Las estrellas de neutrones se forman cuando los átomos se desintegran, en sus componentes fundamentales, el núcleo y los electrones que, en lugar de orbitar, se mueven muy de cerca. No sería frágil (al menos eso creo). Si haces un arma con ella como una espada y de alguna manera encuentras una manera de usarla, no has cortado a las personas, las personas se sentirán atraídas por él, todo lo que tienes que hacer es apuntarlas, serían aplastadas por el gravedad.

Hacer armaduras tampoco funcionará porque las cosas a su alrededor se sentirían atraídas por ellas. Puedes fabricar balas para armas interestelares y disparar a gran velocidad a un planeta lo destruiría.

El neutronio probablemente no sea el material que desea usar si desea mantenerlo aunque sea ligeramente plausible. No puede existir fuera de una estrella de neutrones que tiene menos de 2 masas solares comprimidas en un diámetro de 10 millas. Cualquier cosa menos que eso y la fuerte fuerza nuclear harían que las capas exteriores se desprendieran, perdiendo más masa, hasta que se desintegre en una nube de radiación de neutrones.

Pero digamos que apartaste esa parte con la mano.

¿Podrías hacer una armadura con eso? No. Sería demasiado pesado para moverlo (como el peso de varias Tierras), y con tanta gravedad que cualquier cosa que se encuentre alrededor sería atraída hacia él, aplastando hasta formar una pátina costrosa en la superficie.

¿Podrías hacer un arma con eso? Sí. Deje caer un trozo hacia un planeta y observe cómo se hace añicos a su paso, y luego los trozos rotos se formarían lentamente alrededor del trozo de neutronio.

Alternativas:

Si quieres una armadura irrompible, personalmente te sugiero una aleación súper avanzada . Digamos que encuentran una misteriosa pieza de metal, la funden y la combinan con otros metales como el hierro para formar algo nuevo.
El acero es una aleación de hierro, carbono y algunos otros metales, según las propiedades que desee que tenga. Al agregar este metal misterioso, puede darle las propiedades que desee.

Sí, seguirá siendo súper denso. No creo que el giro de la estrella de neutrones tenga que ver con la densidad, ya que la fuerza principal es la gravedad. La densidad puede influir en la fuerza, aunque depende de lo que quieras medir. Es difícil estar seguro de la dureza, la resistencia a la tracción, la resistencia al corte, la resistencia a la compresión, etc., porque es muy denso. La masa promedio supera las 500,000 tierras, pero el tamaño promedio está en el estadio de béisbol de 25 kilómetros. O un centímetro cúbico de ese material pesará muchos cientos de millones de toneladas. Si te dejaran caer un metro por encima de una estrella de neutrones, probablemente acelerarías a más de siete millones de kilómetros por hora. Te dan la imagen.

Pero también depende de lo que estés preguntando específicamente cuando dices los materiales de una estrella de neutrones. La corteza es probablemente núcleos de átomos de hierro y más allá de eso es simplemente una sopa súper densa de neutrones. Más allá de eso, podría llegar a un plasma de quarks-gluones, o un superfluido de materia degenerada de neutrones. Independientemente, el tema aquí es la densidad extrema. Y, por lo tanto, sería extremadamente improbable que pudiera moverlo, y mucho menos trabajar con él. Probablemente necesites algún tipo de manipulación gravitatoria avanzada, e incluso entonces sería mejor que no se usara como armadura sino para otra cosa.

Nosotros, como especie, no los entendemos muy bien, pero hay una razón por la cual los materiales densos no necesariamente hacen una mejor armadura. Primero está la cuestión del peso y la trabajabilidad. Hay muchos materiales ligeros y muy fuertes que se adaptan mejor a la creación de armaduras, especialmente para las personas. Incluso el casco de una nave estelar probablemente sería mejor con una armadura más ligera debido a la gran masa y la inercia. Y como dijo Chinu, sería extraordinariamente eficiente en el bombardeo cinético nuevamente debido a su densidad, pero dicha densidad es el principal limitador de su utilidad.

Nada.

No pasará nada con los materiales de los que está hecha la estrella de neutrones porque su composición no está relacionada de ninguna manera con el giro de la estrella, solo con su masa y radio. Habría un poco menos de fuerza centrífuga contrarrestando la gravedad cerca del ecuador, por lo que puede haber algunos cambios menores en la corteza ecuatorial, con algunos de los núcleos más ligeros de la corteza agrupándose para formar otros más pesados. La estrella de neutrones seguirá siendo una bola densa de neutronio con una fina corteza de núcleos atómicos pesados ​​y exóticos. Será imposible minar, porque la gravedad te mataría si pusieras un pie en la superficie.

Su comprensión del "material de la estrella de neutrones" es defectuosa. La razón por la que las estrellas de neutrones son tan densas se debe a que su alta gravedad comprime esa materia, no a alguna propiedad intrínseca del material en sí. Básicamente, una estrella de neutrones es lo que sucede cuando el núcleo colapsado de una estrella no es lo suficientemente masivo como para convertirse en un agujero negro, pero está bastante cerca.

Entonces, si tuviera un trozo de material de estrella de neutrones y lo sacara del campo gravitatorio de la estrella, simplemente se evaporaría en neutrones libres, que pronto se descompondrían en gas de hidrógeno normal. Si lo quitara rápidamente, explotaría.

Ahora, si tuvieras un material exótico que tuviera una densidad comparable a la de una estrella de neutrones y fuera de alguna manera estable... bueno, ciertamente tendrías algún uso para él, pero no sería una buena armadura debido a su peso. Si tuviera la energía para acelerarlo o simplemente dejarlo caer desde la órbita, sería un arma absurdamente poderosa. En cuanto a cuán frágil sería, eso depende de sus propiedades materiales exactas, que ya no se parecen en nada a las de una estrella de neutrones, por lo que puede hacer lo que quiera.

Además, sería un gran pisapapeles.

Vayamos más con el escenario que está describiendo, que con la pregunta que comienza haciendo (que parece estar solo relacionada periféricamente).

Supongamos que una "piedra" tiene un tamaño de aproximadamente 1 cm ³ .

Supongamos también que uno de estos hombres adultos puede cargar en algún lugar del orden de 75 kg.

Ignoremos también cómo cuatro hombres son capaces de sujetar simultáneamente un objeto de 1 cm ³ de tamaño, lo que va a ser un desafío serio, pero no irresoluble, en sí mismo.

Con estas suposiciones, podemos estimar que el peso de la piedra es del orden de$4 \times 75~\text{kg} = 300~\text{kg}$.

Como consecuencia, la densidad del material es algo así como$300 \times 10^6 = 3 \times 10^8$kg/m ³ (porque$\frac{\text{cm}^3}{\text{m}^3} = 10^6$).

Aparentemente, el osmio es el elemento natural más denso en la Tierra, con 22,59 g/cm ³ =$2.259 \times 10^4$kg/m ³ . Una bola de osmio del tamaño de un guijarro pesaría unas pocas decenas de gramos.

Para los cálculos al dorso del sobre, es común mirar solo el exponente. tu materia es$10^{8-4} = 10^4$veces más denso que el osmio. El resultado real es que el material que encontraron estos hombres es alrededor de 13,000 veces más denso que el osmio, pero esta cifra podría ser fácilmente entre 10,000 y 15,000 veces dependiendo de qué tan fuertes sean estos hombres.

A modo de comparación, como señaló Chinu , una estrella de neutrones tiene una densidad del orden de$10^{17}$kg/m ³ (en realidad, varias veces eso; Wikipedia afirma$3.7 \times 10^{17}$a$5.9 \times 10^{17}$kg/m ³ ), que es otros nueve órdenes de magnitud (mil millones de veces) más denso que el material que imaginas. Una porción del tamaño de un guijarro de una estrella de neutrones, suponiendo que se mantuviera unida ( que no sería así , como ya señaló IndigoFenix), no pesaría 300 kg, sino más bien 300,000,000,000 ($3 \times 10^{11}$) kg.

En conclusión, básicamente y desafortunadamente, esta pregunta es otro ejemplo de falta de sentido de la escala en el espacio .

Estoy de acuerdo con AndyD273 : probablemente sería mejor, y menos probable que se arriesgue a perder la suspensión de la incredulidad, que estos hombres propongan una aleación súper fuerte en su lugar. Ni siquiera tiene que nombrar o describir las partes de tal aleación a menos que lo desee (pero si lo hace, tenga cuidado de no caer en la misma trampa nuevamente al malestimar las cosas).