Lo siento de antemano. No te gustará esta respuesta.

La "materia" en la materia enana blanca se conoce más específicamente como materia degenerada . Básicamente, cuanto más se aplasta esta materia, más se "llenan" los estados mecánicos cuánticos válidos para los electrones. Para la materia normal, hay muchos más estados válidos que electrones, por lo que no tenemos este problema. Para la materia degenerada, empiezas a quedarte sin estados, y eso significa que la materia no puede colapsar más cerca. Esto crea una presión que mantiene a la enana blanca contra la gravedad.

Este asunto se comporta divertido. Resulta que esta presión no depende de la temperatura, sino de la masa. Cuanta más masa tienes, más pequeña se vuelve una enana blanca, en lugar de más grande. Este extraño proceso continúa hasta llegar a alrededor de 1,4 masas solares, momento en el que las presiones hidrostáticas de esta sopa de electrones degenerados no pueden competir con la gravedad, y colapsa en una estrella de neutrones (que se sostiene por la presión degenerativa de neutrones en lugar de la de electrones). presión degenerativa).

Quieres una enana blanca con una masa pequeña. Paradójicamente, esto significa que es una enana blanca muy grande. Si tomaste esta materia de una enana blanca pesada (pequeña), probablemente tendría que expandirse cuando la sacaste para mantener ese equilibrio hidrostático (agitando la mano con la magia que usaste para sacarla de la enana en primer lugar).

¿Cuan grande? Bueno, afortunadamente, debido a que está buscando una enana de baja masa, también está buscando una en la que los electrones no se acerquen a velocidades relativistas. Eso significa que podemos usar la relación más fácil$R\propto M^{-\frac{1}{3}}$. Usando ecuaciones no relativistas , una enana blanca con la masa del sol tendría aproximadamente 0,014 radios solares de diámetro, o 9737 km. La masa de la tierra es de aproximadamente 0,000003 masas solares.$0.000003^{-\frac{1}{3}}=69$, por lo que el radio de su enana blanca de 1 masa terrestre en realidad sería 69 veces más grande que la enana blanca de 1 masa solar, o alrededor de 670,000 km. Esto es en realidad sustancialmente más grande que el de la Tierra misma, lo que indica que en algún momento, las ecuaciones hidrostáticas que rigen las enanas blancas dejaron de ser el factor dominante.

En otras palabras, tome 1 masa terrestre de enana blanca de la enana blanca, y la presión la expandirá hacia afuera hasta que deje de operar como una enana blanca y comience a operar como materia normal. Vas a necesitar algo de handwavium para mantenerlo compacto.

También necesitarás algo de handwavium para mantener la atmósfera. La ciencia no dice que la atmósfera permanecerá. De hecho, dice que la atmósfera huirá de tu asteroide aún más que en la Tierra. La aceleración de la gravedad disminuye por el radio, al cuadrado. En la Tierra, la diferencia de gravedad entre el nivel del mar y 100 km (la línea de Karman, el borde del espacio) es mínima. Es sólo alrededor del 3%. Esto se debe a que el radio desde tu objeto hasta el centro de la Tierra solo cambia de 6371 km a 6471 km. Es un cambio bastante modesto. Sin embargo, si su asteroide tiene solo 5 km, 5 km + 100 km es una gran diferencia. La gravedad va a ser aproximadamente un 0,23% más fuerte a los 100 km que a los 5 km. Si la gravedad en la superficie de tu planeta es de 9,8 m/s ² , como en la Tierra, la gravedad a 100 km es de apenas 0,022 m/s² ! ¡Eso no tendrá mucha atmósfera en absoluto!

Una primera aproximación

Calculemos la gravedad superficial . Suponiendo un objeto de densidad$\rho$y radio$R$, la gravedad superficial es

Volvamos a una forma diferente de escribir.$g$:

¿El gran problema? Hay un kilómetro y medio de material entre la mancha y la superficie, y la fuerza gravitatoria en$r=R$va a ser mucho.$g(R)$será de unos 145 m/s$^2$. Por lo tanto, necesita el material dentro del asteroide para poder resistir tales fuerzas. Eso no es fácil. La presión será bastante grande. Piénsalo bien antes de construirlo.

Una verdadera enana blanca

Vaya a leer la respuesta de Cort Ammon (¡y vote a favor!). Hablan de cómo, gracias a la presión de degeneración de los electrones, las enanas blancas obedecen a una curiosa relación masa-radio :

Presión de degeneración

Esta relación masa-radio surge porque una enana blanca está soportada por la presión de degeneración de electrones , que surge del principio de exclusión de Pauli. Esencialmente, no pueden existir dos fermiones iguales (partículas de materia como electrones, quarks, etc.) en el mismo estado cuántico simultáneamente. Por lo tanto, cuando comprimes un montón de fermiones, hay una presión que resiste la compresión. En una enana blanca, esto proviene de los electrones; en una estrella de neutrones, esto proviene de los neutrones.

El problema de la relación masa-radio ocurre en otros cuerpos de materia degenerada, incluidas las estrellas de neutrones. Para las estrellas de neutrones, la relación masa-radio no es bien conocida porque la ecuación de estado (EOS), la ecuación que relaciona la presión y la densidad, no se conoce con exactitud. Es un área de investigación muy activa, tanto desde el punto de vista de la observación como desde el punto de vista teórico. No obstante, si tuviera que sustituir una estrella de neutrones o una estrella de quarks o algún otro cuerpo, todavía tendría un problema.

Por curiosidad, intentemos calcular el radio mínimo de una enana blanca. La masa máxima viene dada por el límite de Chandrasekhar de aproximadamente$1.44M_{\odot}$. Sustituyendo esto en$(3)$da$R_{\text{min}}\approx0.0021R_{\odot}$, o unos 1467 km. Eso no es útil. ¿Qué pasa si llevamos las cosas aún más lejos y tratamos de encontrar lo más pequeña que puede ser una estrella de neutrones? Bueno, el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff es esencialmente el análogo del límite de Chandrasekhar; se trata de$2.25M_{\odot}$. La ecuación optimista de los modelos de estado nos da un radio de unos 9-10 km. Una vez más, eso es demasiado alto.

¿Qué pasa con las estrellas de quarks ? Estos son objetos hipotéticos hechos principalmente de un plasma de quarks-gluones, que se encuentran en aproximadamente el mismo rango de masa que las estrellas de neutrones . Se cree que son más densas que las estrellas de neutrones, y más pequeñas y, lo que es más importante, por lo poco que sabemos sobre su ecuación de estado, las más pequeñas también deberían ser menos masivas. El problema, por supuesto, es que todavía no son lo suficientemente pequeños. 6-8 km es razonable para una estrella de quark algo pequeña. Además, no sabemos muy bien cómo se comportan; nuestras limitaciones en el EOS son pobres.

^{Figura 4, Rodrigues et al. (2011) . Relaciones masa-radio para estrellas de quarks.}

Por lo poco que sé sobre las estrellas de quarks, la relación masa-radio depende de la proporción$\bar{\Lambda}/\mu$, donde$\bar{\Lambda}$es algo llamado el punto de resta de renormalización y$\mu$es el potencial químico mucho más familiar. Entorno$\bar{\Lambda}/\mu=2$y$\bar{\Lambda}/\mu=3$arrojan resultados muy diferentes, posiblemente difiriendo por un factor de 2 (ver Fraga et al. (2001) ). Si $\bar{\Lambda}/\mu=2$, pudimos ver estrellas quark más pequeñas.

Dicho esto, si usamos algunos de los radios más pequeños ajustados por este valor optimista de Fraga et al., encontramos que, para$R=4$kilómetros,$M=0.2M_{\odot}$, y entonces$g=1.66\times10^{12}$milisegundo$^2$.

Eso es demasiado alto.

un agujero negro

Tenemos una opción más. Cuanto más masivo es un agujero negro, más grande es, y cuanto menos masivo es un agujero negro, más pequeño es. Digamos que, en cambio, ponemos un agujero negro en el centro del asteroide, que tiene$r=2$kilómetros Para nuestra gravedad superficial deseada, necesitamos$M=5.87\times10^{17}\text{ kg}$. Calculando el radio de Schwarzschild nos da$R_s=8.72\times10^{-10}$m, que cabe más que cómodamente dentro del asteroide.

Ahora, el agujero negro podría evaporarse a través de la radiación de Hawking , pero llevará mucho tiempo, aproximadamente$5\times10^{29}$años, o 500 billones de billones de billones de años. Así que se va a quedar por un tiempo. Sin embargo , la gravedad sigue siendo enormemente fuerte y se acumulará en el resto del planeta con bastante rapidez.

Las otras respuestas han señalado por qué no puede convertir un planeta (asteroide) de 5 km en un hábitat espacial de la manera que ha descrito.

Sin embargo, lo que puede hacer es construir un cilindro de O'Neill . Ahueca un asteroide cilíndrico, hazlo girar y vive en su interior. Este concepto se ha popularizado en novelas de ciencia ficción como Rendezvous with Rama (Arthur C. Clarke) o 2312 (Kim Stanley Robinson), aparece (brevemente) en películas como Interstellar , y ha sido tema de preguntas en este sitio como como aquí , aquí , o aquí .

Fuente: NASA, a través de Wikimedia Commons

Ya creo que la respuesta de @ HDE 226868 debería ser la aceptadora debido a su información siempre de alta calidad. Pero hay una cosita con la que no estoy de acuerdo y que cambia radicalmente la respuesta: el calor.

Una enana blanca tiene un calor superficial de alrededor de 6.000 a 30.000 K , ¡eso es un poco cálido!. Su asteroide olería debido a la alta temperatura...

Es por eso que sugiero el uso de una Black Dwarf , que es literalmente una White Dwarf enfriada. Obviamente, debido a su calor, necesitará algo de la tecnología más avanzada para enfriar uno, porque lleva MUCHO (gigaaños) de tiempo enfriarse de forma natural. No te diré cómo enfriar una enana blanca, pero debido a esta respuesta , ¡@HDE 226868 ha hecho una pregunta al respecto!

No estoy seguro de si el cambio de una enana blanca a una negra traerá otros cambios en su extraña física como la "curiosa relación de masas" que se menciona en su publicación.

Cort y HDE ya les han dicho por qué esto no es factible con respecto al planeta desde su núcleo hasta su superficie, y Cort también se explayó sobre el escape atmosférico.

Si los descarta con la mano, todavía tiene muchos problemas no relacionados con la cantidad de gravedad, sino con el tamaño del asteroide.

En la Tierra, tenemos mucha atmósfera. ¿Tu asteroide? No tanto. Para mantener la misma presión que aquí, tendría una relación entre el volumen de la atmósfera y la superficie planetaria de$\frac{1}{1,000}$el de la Tierra. Esto se debe a que el volumen se reduce más rápido que el área de la superficie (la ley del cuadrado-cubo vuelve a aparecer). El asteroide tendrá mucho menos aislamiento térmico que aquí. La diferencia de temperatura entre el lado diurno y el lado nocturno será incompatible con la vida tal como la conocemos. Esa diferencia también hará que los fuertes vientos huracanados no sean eventos, sino el estado natural de la atmósfera del planeta.

También observe que el Sol tiene una considerable influencia de marea en la Tierra. El efecto de marea del Sol es el 44% del de la Luna . En su planeta, esa influencia provocará tsunamis incluso en los lagos.

La geografía y la meteorología son para su planeta lo que la biología es para Australia: bastantes peligros naturales.

Otras respuestas muestran que, según lo que sabemos de física, esto realmente no se puede hacer. Por lo tanto, necesita algo de física que aún no conocemos (si su historia puede soportar tal cosa).

Suponiendo que no desea crear un material súper denso que trascienda la física conocida, ¿podría 'importar' algo de gravedad de otro lugar? Quizás en lugar de poner cualquier materia dentro del asteroide, los constructores colocaron un agujero de gusano que está conectado a (digamos) un agujero negro, o algún otro fenómeno de gran masa. Podían variar la cantidad de gravedad importada alterando el tamaño del agujero.

Me doy cuenta de que esto se aparta un poco de la física buena, sólida y basada en hechos, por lo que tal vez sea demasiado alcance para aceptar. De lo contrario, inscriba a mis tataranietos en un planeta personal; suena muy bien.

Además de usar estados exóticos de la materia, es imposible tener una gravedad verdadera igual a la de la Tierra. Sin embargo, la gravedad rotacional es muy posible. Usando la ecuación para la gravedad rotacional, el período en segundos es igual a 2pi multiplicado por la raíz cuadrada del radio en metros dividido por los metros por segundo al cuadrado, o este 1 , para un asteroide de 6 km de diámetro necesitarías que rotara una vez cada 110 segundos . Para un asteroide de 4 km de diámetro, necesitarías que girara una vez cada 127 segundos.