Cosa succederebbe se fosse schiacciato indefinitamente?

Spero che questa sia una domanda divertente per voi fisici a cui rispondere.

Supponiamo che abbiate un pistone perfetto: è infinitamente forte, infinitamente denso, ha una compressione infinita … hai capito. Quindi lo riempi con un tipo di materia, come acqua o sporcizia o qualcosa del genere. Cosa succederebbe alla questione se la comprimessi indefinitamente?

Modifica: sto ricevendo alcune risposte che formerebbero un buco nero. Per questa domanda stavo cercando qualcosa di un po più profondo, se non “Mi dispiace. Come se lacqua continuasse a essere compressa, alla fine si trasformerebbe in un solido, quindi in una sorta di nube di palla di fuoco di energia? Non sono così preoccupato per il risultato finale, buco nero, come lo sono nella sequenza.

Commenti

  • Si formerebbe un buco nero, perché alla fine ‘ supereresti il ‘ raggio di Schwarzschild.
  • @HDE 226868: Ma ci sarebbe materia sufficiente perché lattrazione gravitazionale sia abbastanza grande da iniziare a trascinare altra materia e ad accumularsi?
  • @ Time4Tea ‘ t materia; può formarsi qualsiasi quantità di materia un buco nero se sufficientemente compresso.
  • @ Time4Tea Potresti ricordare che alcune persone erano preoccupate che il mondo venisse fatto a pezzi quando lLHC era acceso, poiché cera la possibilità che si formassero buchi neri in miniatura per una frazione di secondo, tutto dalla frantumazione di singole particelle. Non è necessaria molta materia!

Risposta

Tu richiesto per il processo. Sto assumendo una forza materiale infinita qui, poiché il pistone non può essere fermato (infi forza infinita su un materiale a resistenza infinita che può resistere a temperature infinite).

  • I solidi verranno compressi, producendo molto calore mentre ciò accade (con pressione infinita e materiali infinitamente resistenti e quindi forza, la materia cede), fino a quando non raggiungono uno stato liquido, gassoso, o iniziano a perdere elettroni e ionizzano, o rimangono solidi fino alla degenerazione elettronica – dipende molto dalla sostanza cosa succede qui. Con gli attuali materiali realistici, il pistone si spezzerebbe. Dal momento che non si rompe e cè una forza infinita dietro di essa, la sostanza viene compressa e riscaldata comunque.
  • I liquidi verranno compressi, producendo molto calore quando ciò accade (con pressione infinita e materiali e forza infinitamente forti, la materia cederà) in un gas, plasma o degenerazione elettronica (dipende dalla sostanza). Con gli attuali materiali realistici, il pistone si spezzerebbe. Dal momento che non si rompe e cè una forza infinita dietro di essa, la sostanza viene compressa e riscaldata comunque.
  • Le sostanze gassose si comprimeranno facilmente, provocando un notevole riscaldamento mentre si riscaldano abbastanza da permettere agli elettroni di fluttuare liberamente tra i nuclei e hai appena creato un plasma.
  • Ora in un Plasma , il problema è leggermente ionizzato (+ 1, + 2) in quanto gli elettroni più esterni saranno sfuggiti e quindi si avranno cariche positive. La materia continuerà a comprimersi e riscaldarsi
  • Maggiore compressione, con conseguente aumento del calore. Più elettroni sono troppo energetici per orbitare intorno ai nuclei, il che si traduce in cariche positive più elevate (+ 3, + 4 come consentito …).
  • Più compressione, con conseguente più calore. Più elettroni sono troppo energetici per orbitare intorno ai nuclei, il che si traduce in cariche positive più elevate (+ 5, + 6 come consentito …).
  • Più compressione, con conseguente più calore. Più elettroni sono troppo energetici per orbitare attorno ai nuclei, il che si traduce in cariche positive più elevate (+ 7, + 8 come consentito … fino a quando non “sono spariti tutti). Ad un certo punto supererai la pressione e la forma della degenerazione elettronica:
  • Materia degenerata di elettroni dove nessun elettrone può orbitare intorno ai nuclei, ma ora attraversa liberamente la “zuppa” di nuclei altamente caricati positivamente. Continua ad aggiungere pressione, e tu ” ll forma:
  • Materia degenerata di protoni dove solo la repulsione dei protoni tiene separati i nuclei. Continua ad aggiungere pressione e “formerai:
  • Materia degenerata di neutroni dove gli elettroni e i protoni si uniscono e si annullano, lasciandoti con fondamentalmente un enorme atomo neutro, pieno principalmente di neutroni, tenuto a parte dai quark. Continua ad aggiungere pressione e tu “in teoria” formerai:
  • Quark degenerato importa dove i quark, o almeno i quark standard up / down, non possono più mantenere la pressione e forse combinarsi / cambiare forma.Continua ad aumentare la pressione e in teoria potresti formare:
  • Preon Degenerate matter che sarebbe una specie di grande particella subatomica (sebbene tu potrebbe saltare questo) e infine:
  • Una singolarità aka Buco nero

Commenti

  • I ‘ ho spostato la discussione attiva su questo pubblica per chattare .

Risposta

Convertirò il mio commento in una risposta, perché penso che risponda alla domanda:

Si formerebbe un buco nero, perché alla fine “s sorpassi il “raggio di Schwarzschild della materia”.

Il raggio di Schwarzschild di un oggetto di massa $ M $ è $$ R = \ frac {2GM} {c ^ 2} $$ Comprimi qualsiasi quantità di massa in una sfera con un raggio più piccolo e si formerà un buco nero. Ora, per piccole quantità di massa come questa, molto probabilmente evaporerà molto rapidamente tramite la radiazione di Hawking, ma si formerà comunque un buco nero.

Qualsiasi quantità di massa può formare un buco nero se forze abbastanza forti agiscono su esso. Qui, la forza non è la gravità – almeno, non la forza che ha causato il collasso – ma la forza applicata dal pistone.


Per quanto riguarda la modifica – Se comprimi abbastanza acqua liquida, allora molto probabilmente non diventerà solido. Puoi vederlo guardando un diagramma di fase , che mostra come lo stato di un composto cambia con la temperatura e la pressione. Ecco un esempio di diagramma di fase generico:

Esempio

Ora controlla il diagramma di fase water “qui . Lacqua ha la possibilità di diventare solida solo in un intervallo molto ristretto di temperatura e pressione, se inizia come un liquido.

Commenti

  • Quindi lacqua liquida ha la possibilità di diventare solida, ma alla fine si trasformerà sempre in un fluido supercritico, indipendentemente dalla temperatura? Cosa succede una volta che il fluido supercritico viene ulteriormente compresso? Rimarrà in quello stato finché non formerà un buco nero?
  • Ho riletto il sito web che hai collegato. Sembra che, data una pressione sufficiente, possa trasformarsi in un fluido supercritico, ma alla fine diventerà una sostanza che il sito web chiama c2 / m (metallico). Questo sembra un tipo di solido. Cosa succede una volta che questo viene compresso ulteriormente? Rimarrà in quello stato finché non forma un buco nero?
  • @ user3925445 per ottenere un fluido supercritico hai bisogno di alta pressione e alta temperatura – controlla di nuovo il diagramma di fase.
  • @ HDE226868, per qualsiasi temperatura iniziale ragionevole, la compressione isotermica produrrà alla fine ice ten .
  • Il diagramma di fase link a non mostra ciò che dici che mostra. Aumentando sufficientemente la pressione, lacqua diventerà sempre un solido, indipendentemente dalla temperatura.

Rispondi

Quindi lo riempi con qualche tipo di argomento,

Perché vuoi farlo? Il tuo pistone è “, infinitamente denso”, quindi comprimerai la materia con un pistone buco nero: =)

Commenti

  • Buona presa! Lho interpretato come ‘ infinitamente forte ‘ nello spirito di quello che pensavo fosse stato chiesto, ma qui hai ragione. Prima verrebbe risucchiato tutto nel buco nero del pistone!

Risposta

Presumibilmente, “s sarà simile al Big Bang al contrario, che è anche ciò che accade alla singolarità di un buco nero o in qualsiasi situazione in cui la materia è continuamente compressa.

(Oltre un certo punto, non lo so.)

Commenti

  • ‘ apprezzerei se chiunque avesse ricevuto un voto negativo potesse spiegare il motivo. So che è una risposta un po vaga, ma ho detto qualcosa di sbagliato?
  • Niente di sbagliato, ma ‘ è una risposta di qualità peggiore che copre lo stesso motivo di uno più vecchio (io ‘ non sono il downvoter).
  • @Joshua: beh, so che non ‘ Fornisco molto in termini di dettagli, ma ho pensato valesse la pena aggiungere che, oltre un certo punto, non ‘ sappiamo cosa succede quando la materia viene compressa, allo stesso modo che non ‘ sappiamo esattamente cosa succede alla singolarità di un buco nero.

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