न्यूट्रॉन सितारे घटना क्षितिज क्यों नहीं बनाते हैं?

Question

ब्लैक होल्स और न्यूट्रॉन स्टार्स के घनत्व की तुलना करने की कोशिश मैं निम्नलिखित के साथ आई:

एक विशिष्ट न्यूट्रॉन तारे का द्रव्यमान लगभग 1.4 और 3.2 सौर द्रव्यमान के बीच होता है 1 [3] (चंद्रशेखर सीमा देखें), जिसके पास लगभग 12 किमी का त्रिज्या है। (...) न्यूट्रॉन सितारों की समग्र घनत्व 3.7 × 10 ^ 17 से 5.9 × 10 ^ 17 किलो / मी ^ 3 1 है]

तथा

आप ब्लैक होल के "घनत्व" की गणना करने के लिए श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या का उपयोग कर सकते हैं - अर्थात, श्वार्ज़चाइल्ड त्रिज्या के भीतर संलग्न मात्रा से विभाजित द्रव्यमान। यह लगभग (1.8x10 ^ 16 g / cm ^ 3) x (Msun / M) ^ 2 (...) के बराबर है

श्वार्जस्किल्ड त्रिज्या का मान लगभग (3x10 ^ 5 सेमी) x (M / Msun) [2] है।

आइए स्पेक्ट्रम के शीर्ष (3.2 Msun) और समान द्रव्यमान वाले ब्लैक होल से एक न्यूट्रॉन स्टार लें।

परिवर्तित इकाइयों:

• न्यूट्रॉन स्टार: 5.9 × 10 ^ 17 किग्रा / मी ^ 3 = 5.9 × 10 ^ 14 जी / सेमी ^ 3
• ब्लैक होल: 1.8x10 ^ 16 g / सेमी ^ 3 x (1 / 5.9) ^ 2 = 5.2 x10 ^ 14 g / सेमी ^ 3

ब्लैक होल की त्रिज्या (3x10 ^ 5 सेमी) x (5.2) = 15.6 किमी होगी

इस घनत्व के 3.2Msun न्यूट्रॉन स्टार की मात्रा 1.08 x 10 ^ 13 m ^ 3 होगी जो 13 किमी किलोमीटर का दायरा देता है

शेल प्रमेय के अनुसार, दिए गए दूरी पर गोलाकार वस्तुओं की गुरुत्वाकर्षण शक्ति बिंदु द्रव्यमान के लिए गोलाकार के समान होती है, इसलिए समान द्रव्यमान के केंद्र से समान दूरी पर (बिंदु - ब्लैक होल, गोला - न्यूट्रॉन स्टार) गुरुत्वाकर्षण समान होगा। ।

यह बराबर ब्लैक होल की घटना क्षितिज की सतह के नीचे न्यूट्रॉन तारे की सतह डाल देगा। फिर भी मैंने कभी न्यूट्रॉन सितारों के क्षितिज के बारे में नहीं सुना।

या तो मैंने अपनी गणना में गलती की (और अगर मैंने किया, तो क्या आप इसे इंगित कर सकते हैं?) या ... ठीक है, क्यों?

Comments

एक त्रुटि है: आपने ब्लैक होल के समीकरण में 5.9 और ब्लैक होल के त्रिज्या में 5.2 कहाँ प्राप्त किया ? आपको 3.2 का उपयोग करना चाहिए। इस तरह आपको 1.7x10 ^ 15 g / cm ^ 3 घनत्व के रूप में और 9.6 किमी त्रिज्या के रूप में मिलता है

— फ्रांसेस्को मोंटेसानो

इसको इतने अपवित्र क्यों मिले हैं। इसमें श्वार्जस्किल्ड त्रिज्या में एक तुच्छ त्रुटि है। R_s 2.96 किमी प्रति सौर द्रव्यमान है।

— रोब जेफ्रीज

Answer 1

जैसा कि फ्रांसेस्को मोंटेसानो बताते हैं, गलत द्रव्यमान का उपयोग करने से गलत उत्तर निकलता है। इसके अलावा, यहां घनत्व का उपयोग करने से उत्तर प्राप्त करने का एक जटिल तरीका लगता है; आप NS के लिए श्वार्जस्किल्ड त्रिज्या की गणना कर सकते हैं, और देख सकते हैं कि क्या यह उसके वास्तविक त्रिज्या से छोटा है।

चूंकि घनत्व स्केल ρ ~ M / R ^ 3 और श्वार्स्चिल्ड त्रिज्या के रूप में R _s ~ M, BHs का घनत्व ρ ~ 1 / R ^ 2 के रूप में; अधिक बड़े पैमाने पर बीएचएस कम घने हैं और बस परीक्षण कर रहे हैं कि क्या एक बीएच की तुलना में एक एनएस घनी पर्याप्त नहीं है - वे एक ही द्रव्यमान के होने चाहिए, जिसका अर्थ है कि आप वास्तव में रेडी की तुलना कर रहे हैं।

Comments

$$V_\text{TOV} = \int_0^R \frac{4\pi r^2\,\mathrm{d}r}{\sqrt{1-\frac{2GM(r)}{rc^2}}}\text{,}$$

"अधिक विशाल बीएचएस कम घने होते हैं" और निश्चित रूप से इसका एक दिलचस्प परिणाम यह है कि एक सपाट और गैर-विस्तार वाले स्थान को ग्रहण करना, किसी भी सकारात्मक घनत्व की मात्रा को बढ़ाता है और घनत्व को स्थिर रखते हुए तीन आयामों में इसके आकार को स्केल करता है, जो अंततः स्थिर रहेगा। एक ब्लैक होल में परिणाम।

— शफ़लपैंट्स

Answer 2

घनत्व का उपयोग करना अमान्य है। चूंकि किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए क्षितिज की त्रिज्या रैखिक रूप से बढ़ जाती है, इसलिए त्रिज्या की मात्रा घन के रूप में बढ़ जाती है और इसलिए घनत्व घट जाती है। इसे दूसरे तरीके से देखते हुए, घनत्व बढ़ता है क्योंकि घटना क्षितिज कम हो जाता है।

आप किसी भी द्रव्यमान के लिए घटना क्षितिज के आकार की गणना कर सकते हैं । आपको बस उस बिंदु को खोजने की जरूरत है जिस पर भागने का वेग प्रकाश की गति से अधिक है। हम भागने के वेग के लिए सूत्र में प्रकाश की गति का उपयोग कर सकते हैं और त्रिज्या के लिए हल कर सकते हैं

R के लिए एस्केप वेलोसिटी फॉर्मूला हल करता है

मैंने नंबरों के साथ एक स्प्रेडशीट लगाई । मैं गणना करता हूं कि एक 3.2 सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल में 4.752 किमी का त्रिज्या होगा, जिसका अर्थ है कि 3.2 सौर द्रव्यमान के एक न्यूट्रॉन स्टार को ब्लैक होल बनना होगा। इसे 9.504 किमी तक सिकुड़ना होगा और 7.13E18kg / m का घनत्व होगा ^ 3। इसके विपरीत, हमारी आकाशगंगा के केंद्र में सुपर-विशाल ब्लैक होल में लगभग 6 बिलियन किमी की एक घटना क्षितिज त्रिज्या है और केवल 4.34E6 kg / m ^ 3 का घनत्व है। एक ब्लैक होल एक प्रोटॉन के आकार को 350 मिलियन मीट्रिक टन की आवश्यकता होगी और इसका घनत्व 1.5E56 किग्रा / मी ^ 3 होगा।

मुझे लगता है कि आप शायद अपने कुछ नंबरों पर बंद हैं। विशेष रूप से आप किसी स्पेक्ट्रम के शीर्ष छोर पर संख्याओं की श्रेणियों का उपयोग कर रहे हैं और न्यूट्रॉन स्टार की त्रिज्या के लिए एक 'के बारे में' आंकड़ा के रूप में हालांकि 12km सभी न्यूट्रॉन सितारों के लिए एक एकल स्थिर त्रिज्या है। वास्तव में एक 1.4 सौर द्रव्यमान न्यूट्रॉन तारा 10.4 और 12.9 किमी ( स्रोत ) के बीच कहीं एक त्रिज्या को खोद देगा

https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/nicer/nicer_about.html

Answer 3

आइए बस उस समय पर वापस जाएं जब एक लाल सुपरजाइंट सुपरनोवा जाता है। जब यह सुपरनोवा जाता है, तो विस्फोट के कारण इसके बाहरी गोले उड़ जाते हैं। आगे क्या होता है यह अवशेष के द्रव्यमान पर निर्भर करता है। यदि द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 1.4 से 3 गुना है, तो यह एक न्यूट्रॉन तारा बन जाता है। यदि यह द्रव्यमान से 3 गुना या अधिक है तो यह ब्लैक होल बन जाता है। न्यूट्रॉन सितारों में ब्लैक होल के घटना क्षितिज नहीं हो सकते क्योंकि उनके सुपरनोवा अवशेष केवल बड़े पैमाने पर पर्याप्त नहीं थे।

Answer 4

ऐसा कहा जाता है कि न्यूट्रॉन तारे अंतरिक्ष / समय को इतनी मजबूती से मोड़ते हैं कि पीछे के हिस्से सामने से दिखाई देते हैं! बेशक एक न्यूट्रॉन स्टार अनिवार्य रूप से एक बहुत है बहुत सतह पर सभी प्रकाश तत्वों के साथ न्यूट्रॉन की बड़ी गेंद। कुछ वैज्ञानिक अब यह मानते हैं कि साधारण न्यूट्रॉन स्टार टक्कर सभी भारी तत्वों को उत्पन्न नहीं करते हैं, लेकिन ब्लैक होल-न्यूट्रॉन स्टार टकराव के कारण लोहे की तुलना में भारी तत्वों का अस्तित्व है। यदि ऐसा है तो उनके विशाल गुरुत्वाकर्षण के बावजूद एक घटना क्षितिज नहीं है क्योंकि यह मामला बहुत फैला हुआ है, जबकि एक सच्चे ब्लैक होल के लिए यह सब एक ही स्थान पर केंद्रित है। वास्तव में यह माना जाता है कि एक विशिष्ट न्यूट्रॉन स्टार के लिए भागने का वेग प्रकाश की गति लगभग 1/3 से 1/2 है, फिर भी एक बड़ी संख्या और संयोग से जीवन हो सकता हैग्रह पर एक न्यूट्रॉन स्टार की परिक्रमा संभव हो जिसमें विकिरण सहिष्णुता भी पर्याप्त हो जैसे कि डाइनोकोकस रेडियोडायरेन्स जैसे जीवाणु में भी जब तक ग्रह की कक्षा इसे जेट से दूर रखती है। इस अवधारणा का एक प्रकार तब होता है जब एक न्यूट्रॉन सितारा एक लाल सुपरगेट को संक्षेप में हीलियम संलयन को प्रज्वलित करता है यदि पूरी चीज पहले नहीं उड़ती है।
https://arstechnica.com/science/2014/06/red-supergiant-replaced-its-core-with-a-neutron-star/

Comments

हेवियर तत्व सुपरनोवा से आ रहे हैं, एनएस-बीएच की टक्कर बहुत दुर्लभ है।

— पीटर - मोनिक