O que aconteceria se fosse comprimido indefinidamente?

Espero que seja uma pergunta divertida para vocês, físicos, responderem.

Digamos que você tenha um pistão perfeito – é infinitamente forte, infinitamente denso, tem compressão infinita … essa é a ideia. Então você o preenche com algum tipo de matéria, como água ou sujeira ou algo assim. O que aconteceria com o assunto ao compactá-lo indefinidamente?

Editar: estou recebendo algumas respostas de que formaria um buraco negro. Para esta pergunta, eu estava procurando por algo um pouco mais profundo, se você não “t importa. Como se a água continuasse sendo comprimida, ela acabaria se transformando em um sólido e depois em algum tipo de nuvem de bola de fogo de energia? Não estou tão preocupado com o resultado final, buraco negro, como estou na sequência.

Comentários

  • Um buraco negro se formaria, porque eventualmente você ‘ d superará a questão ‘ raio de Schwarzschild.
  • @HDE 226868: Mas haveria matéria suficiente para que a atração gravitacional seja grande o suficiente para começar a puxar outra matéria e se acumular?
  • @ Time4Tea Doesn ‘ t importa; qualquer quantidade de matéria pode se formar um buraco negro se compactado o suficiente.
  • @ Time4Tea Você deve se lembrar que algumas pessoas estavam preocupadas que o mundo fosse despedaçado quando o LHC foi ligado, uma vez que havia a possibilidade de buracos negros em miniatura se formarem por uma fração de um segundo, tudo a partir do esmagamento de partículas individuais. Não é necessária muita matéria!

Resposta

Você solicitado pelo processo. Estou assumindo uma resistência infinita do material aqui, pois o pistão não pode ser interrompido (infi força infinita em um material de resistência infinita que pode resistir a temperatura infinita).

  • Os sólidos serão comprimidos, resultando em muito calor conforme isso acontece (com pressão infinita e materiais infinitamente fortes e, portanto, força, a matéria vai ceder), até que cheguem ao estado líquido, gasoso, ou comecem a perder elétrons e se ionizando, ou simplesmente permaneçam sólidos até a degenerescência dos elétrons – depende muito da substância o que acontece aqui. Com os materiais realistas atuais, o pistão quebraria. Uma vez que não quebra e há uma força infinita por trás dela, a substância é comprimida e aquecida de qualquer maneira.
  • Os líquidos serão comprimidos, resultando em muito calor quando isso acontecer (com pressão infinita, e materiais infinitamente fortes e força, a matéria dará) em um gás, plasma ou degenerescência de elétrons (depende da substância). Com os materiais realistas atuais, o pistão quebraria. Como não quebra e há uma força infinita por trás dela, a substância é comprimida e aquecida de qualquer maneira.
  • As substâncias gasosas se comprimem facilmente, resultando em muito aquecimento, até esquentarem o suficiente para que os elétrons flutuem livremente entre os núcleos e você acabou de fazer um Plasma.
  • Agora, em um Plasma , a questão é ligeiramente ionizado (+ 1, + 2), pois os elétrons mais externos terão escapado, resultando em cargas positivas. A matéria continuará a comprimir e aquecer
  • Mais compressão, resultando em mais calor. Mais elétrons são muito energéticos para orbitar os núcleos, resultando em cargas positivas mais altas (+ 3, + 4 conforme permitido …).
  • Mais compressão, resultando em mais calor. Mais elétrons são muito energéticos para orbitar os núcleos, resultando em cargas positivas mais altas (+ 5, + 6 conforme permitido …).
  • Mais compressão, resultando em mais calor. Mais elétrons são muito energéticos para orbitar os núcleos, resultando em cargas positivas mais altas (+ 7, + 8 conforme permitido … até que todos eles tenham ido embora). Em algum ponto, você vai superar a pressão de degeneração de elétrons e formar:
  • Matéria degenerada de elétrons onde nenhum elétron pode orbitar os núcleos, mas agora atravessa livremente a “sopa” de núcleos altamente carregados positivamente. Continue adicionando pressão e você ” ll forma:
  • Matéria degenerada por prótons onde apenas a repulsão dos prótons está mantendo os núcleos separados. Continue adicionando pressão e você “formará:
  • Matéria degenerada de nêutrons onde os elétrons e prótons se juntam e se cancelam, deixando você basicamente com um enorme átomo neutro cheio principalmente de nêutrons, sendo mantido separado pelos quarks. Continue adicionando pressão e você “(em teoria) formará:
  • Quark degenerado importa onde os quarks, ou pelo menos os quarks up / down padrão, não podem mais segurar a pressão e talvez combinar / mudar de forma.Continue adicionando pressão e, em teoria, você pode formar:
  • Matéria degenerada de Preon que seria como uma grande partícula subatômica (embora você pode pular este) e, finalmente:
  • Uma singularidade também conhecida como Buraco negro

Comentários

Resposta

Vou converter meu comentário em uma resposta, porque acho que responde à pergunta:

Um buraco negro se formaria, porque eventualmente você superaria o raio de Schwarzschild da matéria.

O raio de Schwarzschild de um objeto de massa $ M $ é $$ R = \ frac {2GM} {c ^ 2} $$ Comprima qualquer quantidade de massa em uma esfera com um raio menor do que isso e um buraco negro se formará. Agora, para pequenas quantidades de massa como esta, provavelmente evaporará muito rapidamente por meio da radiação Hawking, mas um buraco negro se formará mesmo assim.

Qualquer quantidade de massa pode formar um buraco negro se forças fortes o suficiente estiverem agindo sobre isto. Aqui, a força não é a gravidade – pelo menos, não a força que causa o colapso – mas a força aplicada pelo pistão.


Em relação à edição – se você comprimir água líquida o suficiente, então provavelmente não ficará sólido. Você pode ver isso observando um diagrama de fases , que mostra como o estado de um composto muda com a temperatura e a pressão. Aqui “está um exemplo de um diagrama de fase genérico:

Exemplo

Agora verifique o diagrama de fases da água aqui . A água tem uma chance de se tornar sólida apenas em uma faixa muito estreita de temperatura e pressão, se começar como um líquido.

Comentários

  • Então a água líquida tem uma chance de se tornar sólida, mas ela sempre acabará se transformando em um fluido supercrítico, não importa a temperatura? O que acontece quando o fluido supercrítico é comprimido ainda mais? Ele permanecerá nesse estado até formar um buraco negro?
  • Reli o site que você vinculou. Parece que, com pressão suficiente, pode se transformar em um fluido supercrítico, mas acabará se tornando uma substância que o site chama de c2 / m (metálico). Isso parece um tipo de sólido. O que acontece quando isso é compactado ainda mais? Ele permanecerá nesse estado até formar um buraco negro?
  • @ user3925445 para obter um fluido supercrítico, você precisa de alta pressão e alta temperatura – verifique o diagrama de fase novamente.
  • @ HDE226868, para qualquer temperatura inicial razoável, a compressão isotérmica acabará por produzir gelo dez .
  • O diagrama de fase que você link para não mostra o que você diz que mostra. Aumentar a pressão o suficiente sempre transforma a água em um sólido, não importa a temperatura.

Resposta

Então você o preenche com algum tipo de assunto,

Por que você quer fazer isso? Seu pistão é “infinitamente denso”, então você vai comprimir matéria com um pistão de buraco negro: =)

Comentários

  • Boa pegada! Eu interpretei isso como ‘ infinitamente forte ‘ no espírito do que pensei que estava sendo perguntado, mas você está correto aqui. Tudo seria sugado para o buraco negro do pistão primeiro!

Resposta

Presumivelmente, é “s vai ser semelhante ao Big Bang ao contrário, que também é o que acontece na singularidade de um buraco negro ou qualquer situação onde a matéria é continuamente comprimida.

(Além de um certo ponto, nós realmente não saber.)

Comentários

  • Eu ‘ d agradeceria se quem votou negativamente pudesse explicar o porquê. Eu sei que é uma resposta um pouco vaga, mas eu disse algo errado?
  • Nada errado, mas é ‘ uma resposta de pior qualidade cobrindo o mesmo terreno que um mais antigo (eu ‘ não sou o downvoter).
  • @Joshua: Bem, eu sei que não ‘ fornecem muito em termos de detalhes, mas achei que valia a pena acrescentar que, além de um certo ponto, não ‘ não sabemos o que acontece quando a matéria é comprimida, da mesma forma que não ‘ não sabemos exatamente o que acontece na singularidade de um buraco negro.

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