¿Qué pasaría si tuviéramos una estructura cristalina pero solo interacciones gravitatorias?

La idea es sencilla. Digamos que organizamos cuerpos similares (llámelos planetas, iones, lo que sea) en una estructura cristalina infinita, pero las únicas interacciones posibles son las interacciones gravitatorias.

Una suposición sensata es que el sistema será inestable, no cambiará a menos que sea perturbado y, si lo es, no volverá al estado anterior después de la perturbación.

Ahora, eso era algo obvio de adivinar. Mi pregunta es, ¿qué más cambiaría? ¿Qué propiedades desaparecerían? ¿Podemos recuperar algunos de ellos?

¿Podríamos tener, por ejemplo, vibraciones reticulares, etc.?

Dado que las vibraciones son perturbaciones, puede tener como máximo una de ellas antes de que todo se derrumbe (y no parecerían vibraciones sino una destrucción que se propaga de la red). Dicho esto, ¿había alguna lista específica de "propiedades" de los cristales que tuvieras en mente?
La situación no es metaestable, es inestable. Una red estable (incluso una metaestable) requiere una mezcla de interacciones atractivas y repulsivas para dar lugar a un mínimo potencial como punto en el espacio libre.
@probably_someone Realmente no tengo una lista en mente. Tengo una idea aproximada de que podemos hacer que la red vibre si enviamos cuerpos más pequeños que viajan entre los grandes a diferentes intervalos, por ejemplo. solo quiero ver que otras ideas surgen
@UriAceves Si tiene un cuerpo más pequeño que transfiere cualquier cantidad de impulso neto a cualquier cuerpo en la red, entonces la red se destruirá porque, nuevamente, eso cuenta como una perturbación.
si solo tienes gravitación, todo gravitará en una sola masa. Para mantenerlo en un orden de celosía, también necesita repulsión, no solo atracción.
@annav ¿Colapsaría incluso si el arreglo es perfecto y se repite infinitamente?
No puedes mantenerlo rígido en su lugar solo con fuerzas de atracción. Tenemos sistemas planetarios, no celosías, en mi opinión.

Respuestas (1)

Gran parte del comportamiento de un cristal se rige por la termodinámica.

La termodinámica de los sistemas puramente gravitacionales es bastante contraria a la intuición. Por ejemplo, la capacidad calorífica de un sistema gravitacional es negativa: cuando agregas energía, se enfría. (Hay una prueba de esto en el libro de texto termo de Schroeder, pero si sabe algo de astronomía, ya sabe una consecuencia de esto: si la producción de energía del núcleo de una estrella aumenta debido a un cambio de fusión de hidrógeno a fusión de helio, la estrella se vuelve más brillante pero Los llamamos "gigantes rojos".) Entonces, si tiene en mente "los cristales hacen X", tiene que pensar mucho sobre por qué sucede X y si un sistema gravitatorio haría el mismo tipo de cosas .

Lo que hace que los cristales sean estables es una interacción entre las fuerzas de atracción y repulsión. En los sistemas gravitatorios solo tienes atracción. Un sistema gravitatorio desordenado eventualmente colapsa para convertirse en una región de formación estelar. Un sistema gravitatorio ordenado , sin ninguna fuerza repulsiva restauradora, se desordenaría rápidamente y, a partir de ahí, finalmente colapsaría para convertirse en una región de formación estelar.

Si considera un sistema infinito de densidad uniforme ligado gravitacionalmente, debería recuperar la cosmología del big bang.

Entonces, ¿no es posible un conjunto de canicas compactas y unidas gravitacionalmente? Tratadas como esferas de caparazón duro, hay repulsión además de la atracción. Le gustaría estar bien empaquetado. Claro, para un sistema de canicas del tamaño de una estrella, la repulsión no duraría, pero para unos pocos millones de canicas no habría ningún problema.
Eso suena como un asteroide de "montón de grava", aunque la repulsión de caparazón duro es una interacción no gravitacional.
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