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Comment la matière des étoiles à neutrons est-elle si dense qu'une cuillère à café pèse 10 millions de tonnes ? Tout ce qui a une masse prend de la place, alors comment autant de neutrons peuvent-ils tenir dans une si petite surface pour peser autant ? S'il vous plaît, expliquez-moi comme si j'avais cinq ans.
gpt
C'est parce qu'il y a plus de choses dans l'espace qu'il n'y en a habituellement. La matière ordinaire est constituée d'atomes. Un atome a un noyau très, très, très dense au centre, puis un nuage d'électrons autour de lui. Si un atome avait la taille d'un stade de football, le noyau serait un pois à la ligne des 50 mètres. Néanmoins, le noyau a presque toute la masse de l'atome. ( Pratiquement 100 % de la masse . Les électrons ne pèsent presque rien . ) Les atomes ont tendance à rester à une certaine distance les uns des autres et à ne pas se chevaucher parce que les électrons se repoussent et les maintiennent ainsi . Vous ne tombez pas à travers le sol parce que les électrons dans les atomes de vos pieds (ou chaussures) repoussent les électrons dans les atomes du sol. ( Il y a ici une subtilité liée à ce qu'on appelle le " principe d' exclusion de Pauli " que je ne vais pas aborder . Qu'il suffise de dire que ce n'est pas vraiment la même chose que le " comme les charges se repoussent " que vous avez appris dans physique au lycée . ) Si quelqu'un vous poussait assez fort , vous briseriez le sol . C'est un peu ce qui est arrivé à une étoile à neutrons. Les étoiles saines et normales sont en équilibre. Les explosions nucléaires au milieu essaient de repousser la matière de l'étoile, et la gravité de l'étoile essaie de tout attirer. Finalement, le combustible nucléaire s'épuise. Mais la gravité demeure. Ainsi, l'étoile entière commence à tomber vers le centre de l'étoile. Il existe différentes options quant à ce qui peut arriver : 1 . Les atomes s'entassent autant qu'ils le peuvent avant que les électrons qui se repoussent arrêtent la chute. Cela vous donne une " étoile naine blanche " . 2 . L'étoile est trop lourde pour cela, alors elle continue de tomber, et les atomes « se cassent ». Les électrons frappent le noyau, où ils se combinent avec des protons pour former des neutrons. Finalement, les neutrons commenceront à se repousser et l'étoile se stabilisera à cette taille plus petite. Cela vous donne une « étoile à neutrons ». 3 . Rien n'empêche jamais la matière de l'étoile de tomber. Tout tombe au centre même de l'étoile et occupe le même point de l'espace. Cela vous donne un « trou noir ». C'est l'option la plus bizarre. Dans l'option 2, rappelez-vous que la plupart des atomes normaux sont des espaces vides. Maintenant, vous avez simplement des neutrons assis les uns sur les autres. Tout le stade est plein de petits pois, dans l'analogie. C'est pourquoi il est si dense. L'espace vide à 99,99999% des atomes normaux n'est rien d'autre que de la matière nucléaire super dense. De plus, si vous * aviez * une cuillère à café d'étoile à neutrons, elle ne * resterait pas * aussi dense. C'est seulement aussi dense parce que la gravité de l'étoile * la maintient * de cette façon. Si vous réussissiez d'une manière ou d'une autre à séparer une cuillère à café de l'étoile, elle exploserait simplement et les neutrons se dissoudraient en protons et en électrons. (Cela vous tuerait certainement si vous teniez la cuillère à thé.) Il ne peut être aussi dense que dans cet environnement très étrange de haute gravité.