¿Puede la gravedad dar a los neutrones una vida más larga? [duplicar]

En las estrellas de neutrones, la gravedad no estabiliza directamente los neutrones. Más bien, la gravedad obliga a las partículas de materia a unirse a una densidad muy alta donde se equilibra con la presión de degeneración (los fermiones no pueden estar en el mismo estado cuántico y esto evita que se empaqueten arbitrariamente). A medida que la materia se empaqueta, la reacción$p^+ + e^- \rightarrow n^0 + \nu$se produce convirtiéndolo en neutrones. Esto sucede porque los electrones están tan apretados que tienen que alcanzar altas energías (esto se debe a la relación de Heisenberg$\Delta x\Delta p>h$; a medida que la incertidumbre de la posición disminuye, el rango de momento debe aumentar). La reacción inversa, la descomposición de neutrones, crea un electrón:$n^0 \rightarrow p^+ + e^- +\bar{\nu}$. Pero no hay espacio para el electrón, por lo que este se inhibe. El potencial químico es negativo: necesitas energía extra para hacer que los neutrones decaigan aquí.

Hay otra forma en que los neutrones pueden ser estabilizados por la gravedad y esa es la dilatación del tiempo. Coloque un neutrón en un potencial gravitatorio muy bajo y la tasa de decaimiento medida por observadores remotos disminuirá. Este es un efecto menor, ya que escala como$1/(1-\Delta\Phi/c^2)$para campos más suaves. Para las superficies de estrellas de neutrones, esto podría darle una vida útil de 1,4 a 1,7 veces más . Para agujeros negros se escala como$1/\sqrt{1-r_S/r}$. Si ponemos un neutrón de una longitud de Planck fuera de un supermassice$10^9 M_\odot$agujero negro podemos obtener un factor de$4\times 10^{23}$- de repente que el neutrón sería muy duradero.

(Aunque mantenerlo en su lugar sería otro asunto, ya que está dentro de la órbita circular estable más pequeña. De hecho, la aceleración producirá radiación Unruh. La energía adicional de la aceleración puede hacer que los protones normalmente estables se descompongan en neutrones , y sospecho efectos similares puede cambiar la estabilidad de los neutrones.).