恆星可以被重力壓碎,形成黑洞或中子星。如果行星處於相同的時空,為什麼沒有同樣的事情發生?
請以簡單的方式進行說明。注意:我不是物理學家,但對物理學有興趣。
恆星可以被重力壓碎,形成黑洞或中子星。如果行星處於相同的時空,為什麼沒有同樣的事情發生?
請以簡單的方式進行說明。注意:我不是物理學家,但對物理學有興趣。
非常簡單的術語,希望您能理解。
吸引力的引力取決於質量和距離。
對於組成地球的原子,有兩個作用於它們的力,是所有其他原子所產生的引力,以及繞原子運行的電子之間的庫侖/靜電排斥力。
電子殼互相排斥。
隨著質量的增加,引力吸引力增加,原子更靠近在一起,電子殼之間的排斥力增加,以平衡增加的引力吸引力。
如果質量進一步增加,則庫侖排斥力無法平衡增加的引力,原子因質子和電子的結合而崩潰,從而形成中子。
然後,您將擁有一個由中子組成的實體-中子星。
中子之間仍然存在引力,但是現在排斥力是由中子之間強大的核力提供的-中子不喜歡被“壓扁”。
質量進一步增加,引力吸引力增加,中子之間靠得更近的中子之間的排斥力也增加。
最終,如果您進一步增加質量,中子之間的排斥力不足以平衡中子之間的引力,因此您會進一步坍塌成黑洞。
因此,對您的問題的簡單回答是,構成行星的原子之間的重力不足以引發災難性崩潰,因為行星的質量不足。
行星 被重力壓碎了!例如,這就是為什麼地球是密集堆積的球形岩石,而不是散亂的塵埃雲。
僅僅沒有'em> 壓倒'力'做更多的事情。
組成原子的粒子帶電,當它們彼此之間太近時會相互排斥。引力僅將一個粒子吸引到另一個粒子上,並且永不排斥,但與電場力相比,它們極弱。要創建黑洞,重力需要克服粒子之間的這些排斥力。對於諸如地球和太陽之類的物體,排斥力遠大於重力。
已經有幾個答案,但是作為一個綜合嘗試:
重力很有吸引力,在沒有排斥反作用力的情況下,重力會導致大型物體倒塌。抵抗重力坍塌所需壓力的數量級大約為GM ^ 2 / R ^ 4 $,其中$ M $是物體的質量,$ R $是物體的質量。
在行星(例如地球)的情況下,排斥力具有靜電性質(它們的電子趨於排斥)。 對於地球,$ GM ^ 2 / R ^ 4 \ sim $ 1000 GPa。
如果質量大得多,則重力太強而靜電力太弱而無法抵抗它。當密度足夠高時,會發生核反應,並發出大量輻射。在這種情況下,物體是恆星,並受熱壓保持。對於太陽,$ GM _ {\ odot} ^ 2 / R _ {\ odot} ^ 4 \ sim 10 ^ {6} $ GPa,但這種壓力可能會因一顆恆星而異。
一段時間後,核反應不再釋放出足夠的能量,例如,當鐵開始產生時(鐵是最穩定的核,轉化它的反應將是吸熱的)。在這種情況下,物體可以坍塌為更高密度的物質形式,這次由於保利的排除原理而得以穩定。
該原理指出,兩個費米不能佔據相同的量子態,從而導致它們之間的排斥力非常強。在白矮星中,這些費米子是電子。在中子星中,它們主要是中子。強大的力還有助於抵抗中子星的引力。在這些情況下,壓力可能會很大。中子星質量通常為\\ gtrsim 1.2 M _ {\ odot} $,其半徑約為10 km。這樣會產生$ P \ sim 10 ^ {25} $ GPa。
您必須了解這裡涉及兩個因素,第一個因素是重力,它試圖使行星靠近並壓碎它,第二個因素試圖抵抗這種壓碎,例如保羅排斥原理有時會導致排斥,核反應也阻止星體破碎。因此,兩種不同因素的作用在某些情況下(但並非在所有情況下)會導致崩潰。
這裡已經有很多好的答案,但是對這些事情的一種思考方式可能沒有得到足夠的重視。也就是說,球體內部的質量(假設密度均勻)隨半徑的立方增加。因此,如果半徑加倍,則內部的質量將增加八倍。因此,重力隨著物體變大而增加。因此,小物體甚至可能不是球形的,但超過一定大小的行星將是球形的,並且隨著它們尺寸的不斷增加,引力效應變得越來越重要。
另一個相關且有用的概念是 schwartzchild半徑。簡而言之,您可以這樣認為。假設您有一個特定的質量($ m $),並將其放在半徑為$ r $的球體內。隨著半徑變得越來越小,逃逸速度也越來越大。在某一點,逃逸速度等於光速,因此沒有東西可以逃逸。發生這種情況的半徑是schwartzchild半徑,它與質量$ m $成比例。根據第一段中的討論,質量越大,質量越容易放入其schwartzchild半徑內。像地球這樣的東西需要放在1cm的球體內,考慮到原子的排斥,這基本上是不可能的。但是,對於更大的對象,隨著半徑的增加,質量隨立方體的增加而增加,因此,施瓦茲child半徑隨著立方體的增加而增加,因此最終對於足夠大的對象,變得更容易成為黑洞。
在其他情況下也適用類似的物理學。