100 mil millones de veces más duro que el acero. ¡Esto es lo más difícil del universo! Disco duro de estrella de neutrones
De hecho, existen muchos materiales en el universo que son más duros que el acero. Hablemos en detalle de la materia dura de las estrellas de neutrones en el universo desde los siguientes aspectos.
Los científicos ahora han determinado que hay algo más duro que el material más duro conocido en la Tierra en las estrellas de neutrones: la pasta nuclear. Si queremos entender qué son los espaguetis nucleares y por qué son tan difíciles, entonces tenemos que entender de qué sirven las estrellas de neutrones.
Hay muchas estrellas en el universo. Después de que estas estrellas mueran, adoptarán otras formas, como enanas blancas, estrellas de neutrones y algunas incluso se convertirán en agujeros negros.
No todas las estrellas pueden convertirse en estrellas de neutrones después de morir. Para lograr un salto entre estrella y estrella de neutrones, la estrella debe tener suficiente masa. Según las especulaciones de los científicos, la masa de una estrella debe ser al menos entre 10 y 29 veces la masa del sol.
El proceso de muerte de los famosos tampoco es pacífico. En el proceso de colapso de la estrella, se generará una presión extraordinaria que destruirá la estructura de todos los materiales de la estrella y los comprimirá.
La presión generada durante el proceso de colapso puede incluso destruir la estructura atómica básica de la materia. Los protones y neutrones contenidos en los átomos también son exprimidos y mezclados con los protones y neutrones de otras sustancias.
En este proceso, los protones y los electrones se combinan para convertirse en neutrones, por lo que con el tiempo, solo quedan los neutrones para sufrir esta compresión inimaginable.
Las estrellas de neutrones observadas se forman cuando todos los neutrones se comprimen entre sí. Es precisamente por el peculiar proceso de formación de las estrellas de neutrones que, aunque las estrellas son muy grandes, el tamaño de las estrellas de neutrones es muy pequeño, con un radio de decenas de kilómetros.
Así que la densidad de las estrellas de neutrones es muy alta. Un centímetro cúbico de estrella de neutrones pesa aproximadamente 6.543,8 mil millones de toneladas, pudiendo alcanzar incluso varios miles de millones de toneladas. Un centímetro cúbico de acero en la Tierra pesa sólo 7,85 g, e incluso el osmio metálico más denso pesa sólo 22,5 g. La densidad de la materia en la Tierra no se puede comparar con la de las estrellas de neutrones.
Debido a que las estrellas de neutrones son densas y pequeñas, sus capas exteriores son muy duras. Hasta ahora, los humanos no han dominado la tecnología espacial para abandonar el sistema solar, por lo que, naturalmente, no pueden ir a las estrellas de neutrones para recolectar muestras, por lo que los científicos usan computadoras para simular los datos.
Según datos de simulación por ordenador, la dureza de la capa de una estrella de neutrones es aproximadamente 65,438 billones de veces mayor que la del acero en la Tierra, porque todos los neutrones están retorcidos entre sí como si fueran torceduras bajo una enorme presión, mientras que el acero no tiene esta dureza. capacidad.
¿Crees que este es el material más duro de una estrella de neutrones? No, hay una sustancia más dura dentro de una estrella de neutrones que los científicos llaman pasta nuclear.
La sustancia recibió el nombre de pasta nuclear debido a su gran parecido con la comida italiana. Debajo de la superficie de una estrella de neutrones, la repulsión de Coulomb y la gravedad nuclear mantienen un delicado equilibrio. Como resultado de la lucha entre estas dos fuerzas, los neutrones pueden formar todo tipo de estructuras extrañas.
Los cambios de protones a lo largo del proceso de compresión tienen un gran impacto en la formación de la pasta del núcleo, debido a que los protones mantienen la forma estable de la pasta del núcleo.
Este núcleo se asemeja a la pasta, por eso se llama pasta con corazón. Además, dependiendo de la forma específica de la pasta nuclear, existen varios nombres, como albóndigas italianas nucleares y gofres nucleares.
Esto es lo más difícil de hacer en una estrella de neutrones. Según datos calculados mediante modelos informáticos, la pasta nuclear necesitaría aproximadamente 654,38 billones de veces más energía para desintegrarse.
La dureza está enteramente determinada por su propia densidad, y dentro de la estrella de neutrones existe una presión inimaginable. Bajo esta presión, el concepto de elementos deja de existir e incluso los neutrones comprimidos existen en forma líquida.
Aunque los científicos consideran que la pasta nuclear es el material más pesado y duro descubierto hasta ahora, no es 100% seguro que dicho material realmente exista dentro de una estrella de neutrones.
Todos sus datos son simulaciones por ordenador.
¿Qué pasa si los datos que ingresaron en la computadora eran incorrectos? ¿Qué pasaría si no tuvieran en cuenta algunos factores al simular?
El descubrimiento de las ondas gravitacionales permitió a los científicos confirmar la existencia de superficies nucleares. A continuación, cubriremos algunas ondas gravitacionales. ¿Qué tiene que ver con las estrellas de neutrones? Las estrellas de neutrones giran muy rápido, por lo que afectan la estructura temporal del universo, formando ondas parecidas a ondas, que los astrónomos llaman ondas gravitacionales.
En ciencia, las ondas gravitacionales se definen como ondas provocadas por cambios en la estructura del espacio-tiempo, que se propagan en forma de ondas, como las ondas en la superficie del agua después de que se arroja una piedra.
Es el descubrimiento de este tipo de onda lo que permite a los científicos comprender mejor las estrellas de neutrones y demuestra una vez más la verdadera situación dentro de las estrellas de neutrones. En 2017, científicos de diferentes países y regiones afirmaron haber detectado por primera vez ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos estrellas de neutrones.
En aquel momento, los científicos utilizaron ondas de radio, rayos X, telescopios espaciales y otros medios para finalmente determinar que la señal de la onda gravitacional procedía de la galaxia NGC4993, a 65.438 0.300 millones de años luz de distancia. Allí, dos estrellas de neutrones orbitan entre sí a una velocidad de 12 veces por segundo, emitiendo ondas gravitacionales a medida que giran.
A medida que giran, se acercan cada vez más entre sí, y finalmente chocan y forman un nuevo objeto cósmico. Gracias a esta observación, los científicos obtuvieron una gran cantidad de datos valiosos que no sólo determinaron el origen del oro, la plata, el platino y otros elementos del universo, sino que también confirmaron especulaciones anteriores sobre las estrellas de neutrones.
Desafortunadamente, no todas las estrellas de neutrones formarán ondas gravitacionales. Sólo aquellas estrellas de neutrones con cortezas muy rugosas o dos estrellas de neutrones se formarán cuando se fusionen.
Las estrellas de neutrones generalmente están compuestas por neutrones y protones. Bajo mucha presión, la superficie es muy lisa y plana, y es difícil parecer rugosa. Por lo tanto, las ondas gravitacionales generadas por el movimiento puro de la propia estrella de neutrones son difíciles de observar. Muchas preguntas sobre las ondas gravitacionales sólo pueden responderse mediante ondas gravitacionales que no saben cuándo reaparecerán.
Después de hablar de la pasta de la estrella de neutrones, volvamos a mirar a la Tierra. En realidad, el acero no es el objeto más duro del mundo, los diamantes son más duros que el acero. Además de los diamantes que se aprenden en los libros de texto, en realidad hay muchos materiales duros en la tierra, algunos de los cuales son muy interesantes.
Cuando se trata de dureza, la primera reacción de muchas personas son los distintos metales. De hecho, algunas sustancias son más duras que algunos metales, como el vidrio. La primera impresión del vidrio es que es frágil, pero no todo el vidrio es tan frágil. Entre todos los tipos de vidrio, la dureza de las lágrimas de Rupert es asombrosa.
Las lágrimas de Rupert también se llaman lágrimas de vidrio porque su forma es muy similar a la de las lágrimas. La gente deja caer vidrio líquido en agua fría. La parte que entra en el agua primero comienza a enfriarse hasta alcanzar un estado sólido, pero el enfriamiento interno sigue siendo líquido y, al mismo tiempo, produce una resistencia a la compresión de varios cientos de MPa. Al tocar el agua se enfría más debido a su pequeño tamaño.
Cuando el líquido del interior se vuelve cada vez más frío, el volumen se hará naturalmente más pequeño, formando así una tensión de compresión por contracción en la capa sólida y, al mismo tiempo, el interior también estará sujeto a tensiones de tracción debido a la concha.
La tensión de compresión interna y la tensión de tracción externa están en equilibrio. Mientras la cola no esté dañada, no se romperá incluso si se aplican unas 8 toneladas de presión.
Además de las lágrimas de Rupert, hay carbino, la sustancia más dura del mundo. Los carinos están formados por átomos de carbono. Se dice que su dureza es más de 200 veces mayor que la del acero y más de 40 veces mayor que la del diamante. Tiene un amplio mercado de aplicaciones en muchos campos de fabricación de equipos de ultra alta resistencia.
Ya sea el universo o la tierra, con el desarrollo de la civilización humana, se descubrirán más cosas y más difíciles, y el descubrimiento de estas sustancias también traerá muchos efectos positivos a la sociedad humana y promoverá el desarrollo. de algunos equipos técnicos. Actualizar y crear maquinaria de aplicación más potente.