Vad skulle hända om det pressades på obestämd tid?

Jag hoppas att det här är en rolig fråga för er fysiker att svara på.

Säg att du hade en perfekt kolv – den är oändligt stark, oändligt tät, har oändlig kompression … du får idén. Sedan fyller du den med någon form av materia, som vatten eller smuts eller något. Vad skulle hända med saken när du komprimerade den på obestämd tid?

Redigera: Jag får några svar att det skulle bilda ett svart hål. För den här frågan letade jag efter något lite djupare om du inte inte tänka. Som om vatten fortsatte att komprimeras skulle det så småningom förvandlas till ett fast ämne, då någon form av energi eldkulmoln? Jag är inte lika bekymrad över slutresultatet, svart hål, som jag är i sekvensen.

Kommentarer

  • Ett svart hål skulle bildas, för så småningom ’ d överträffar saken ’ s Schwarzschild-radie.
  • @HDE 226868: Men skulle det finnas tillräckligt med materia för att gravitationsdragningen ska vara tillräckligt stor för att börja dra in annan materia och ackumuleras?
  • @ Time4Tea spelar ingen roll ’; någon mängd materia kan bildas ett svart hål om det är tillräckligt komprimerat.
  • @ Time4Tea Du kanske kommer ihåg att vissa människor var oroliga för att världen skulle rivas sönder när LHC slogs på, eftersom det fanns möjlighet för miniatyrsvarta hål att bildas för en bråkdel av en sekund, allt från att krossa enskilda partiklar. Det behövs inte mycket materia!

Svar

Du frågade om process. Jag antar oändlig materialstyrka här, som i kolven inte kan stoppas (infi oändlig kraft på ett oändligt hållfasthetsmaterial som kan motstå oändlig temperatur).

  • Torrsubstanser komprimeras, vilket resulterar i mycket värme när detta händer (med oändligt tryck och oändligt starka material och därmed kraft, saken kommer att ge), tills de når ett flytande tillstånd, ett gasformigt tillstånd, eller börjar förlora elektroner och jonisera, eller bara förblir fasta hela vägen upp till elektrongenerering – det beror mycket på substansen vad som händer här. Med aktuella realistiska material skulle kolven gå sönder. Eftersom det inte går sönder och det finns en oändlig kraft bakom det, komprimeras och upphettas ämnet ändå.
  • Vätskor komprimeras, vilket resulterar i mycket värme när detta händer (med oändligt tryck och oändligt starka material och kraft, kommer ämnet att ge) till en gas, plasma eller elektrondegenerering (beror på substans). Med aktuella realistiska material skulle kolven gå sönder. Eftersom det inte går sönder, och det finns en oändlig kraft bakom det, komprimeras och upphettas ämnet ändå.
  • Gasformiga ämnen komprimerar sedan lätt, vilket resulterar i mycket uppvärmning som de gör tills de värms tillräckligt uppåt för att elektronerna fritt flyter mellan kärnorna, och du har precis skapat ett plasma.
  • Nu vid en Plasma är saken något joniserat (+ 1, + 2) eftersom de yttersta elektronerna kommer att ha rymt och därmed resulterat i positiva laddningar. Ärendet kommer att fortsätta att komprimera och värma
  • Mer kompression, vilket resulterar i mer värme. Fler elektroner är för energiska för att kretsa kring kärnorna, vilket resulterar i högre positiva laddningar (+ 3, + 4 som tillåtet …).
  • Mer kompression, vilket resulterar i mer värme. Fler elektroner är för energiska för att kretsa kring kärnorna, vilket resulterar i högre positiva laddningar (+ 5, + 6 som tillåtet …).
  • Mer kompression, vilket resulterar i mer värme. Fler elektroner är för energiska för att kretsa kring kärnorna, vilket resulterar i högre positiva laddningar (+ 7, + 8 som tillåtna … tills de alla är borta). Vid någon tidpunkt kommer du att överträffa elektrondegenereringstryck och form:
  • Elektron degenererar materia där ingen elektron kan kretsa kring kärnorna, men nu fritt passerar de mycket positivt laddade kärnorna ”soppa”. Fortsätt lägga till tryck, och du ” ll form:
  • Proton degenererar materia där endast avstötningen av protonerna håller kärnorna isär. Fortsätt lägga tryck, så kommer du att forma:
  • Neutrondegenererad materia där elektronerna och protonerna går med och avbryter, vilket ger dig i princip enorm neutral atom full av mestadels neutroner, som hålls isär av kvarkerna. Fortsätt lägga till tryck, och du kommer (i teorin) att forma:
  • Quark Degenerate materia där kvarkerna, eller åtminstone de vanliga upp / ner-kvarkerna, inte längre kan hålla trycket och kanske kombinera / ändra form.Fortsätt lägga till tryck, och i teorin kan du bilda:
  • Preon Degenerate matter vilket skulle vara som en stor subatomär partikel (även om du kanske hoppar över den här) och slutligen:
  • En singularitet aka Svart hål

Kommentarer

Svar

Jag konverterar min kommentar till ett svar, för jag tror att det svarar på frågan:

Ett svart hål skulle bildas, för så småningom skulle du överträffa frågan ”Schwarzschild-radie.

Schwarzschild-radie för ett massföremål $ M $ är $$ R = \ frac {2GM} {c ^ 2} $$ Komprimera vilken massa som helst i en sfär med en radie som är mindre än den och ett svart hål kommer att bildas. Nu, för små mängder massa som denna kommer det sannolikt att avdunsta mycket snabbt via Hawking-strålning, men ett svart hål kommer ändå att bildas.

Vilken mängd massa som helst kan bilda ett svart hål om tillräckligt starka krafter verkar på den. Här är inte kraften tyngdkraften – åtminstone inte den kraft som får den att genomgå kollapsen – utan den kraft som appliceras av kolven.


När det gäller redigeringen – Om du komprimerar tillräckligt med flytande vatten, då kommer det troligtvis inte att bli fast. Du kan se detta genom att titta på ett fasdiagram , som visar hur tillståndet hos en förening förändras med temperatur och tryck. Här är ett exempel på ett generiskt fasdiagram:

Exempel

Kolla nu vattenfasdiagrammet här . Vatten har en chans att bli fast endast inom ett mycket smalt temperatur- och tryckintervall, om det börjar som en vätska.

Kommentarer

  • Så flytande vatten har en chans att bli fast, men kommer det så småningom att bli en superkritisk vätska, oavsett temp? Vad händer när den superkritiska vätskan komprimeras ytterligare? Kommer det bara att förbli i det tillståndet tills det bildar ett svart hål?
  • Jag läser igenom webbplatsen du länkade. Det verkar som om det ges tillräckligt med tryck kan det förvandlas till en superkritisk vätska, men det kommer så småningom att bli ett ämne som webbplatsen kallas c2 / m (metall). Detta verkar som en typ av fast. Vad händer när detta komprimeras ytterligare? Kommer det bara att stanna i det tillståndet tills det bildar ett svart hål?
  • @ user3925445 för att få en superkritisk vätska behöver du högt tryck och hög temperatur – kontrollera fasdiagrammet igen.
  • @ HDE226868, för en rimlig starttemperatur, kommer isotermisk kompression så småningom att producera is tio .
  • Fasdiagrammet du länk till visar inte vad du säger den visar. Att öka trycket tillräckligt kommer alltid att göra vatten till ett fast ämne, oavsett temperatur.

Svar

Då fyller du den med någon typ av materia,

Varför vill du göra det? Din kolv är ”, oändligt tät”, så du kommer att komprimera materia med en kolv i svart hål: =)

Kommentarer

  • Bra fångst! Jag tolkade det som ’ oändligt stark ’ i andan av vad jag trodde frågades, men du har rätt här. Allt skulle sugas in i kolvets svarta hål först!

Svar

Förmodligen är det kommer att likna Big Bang i omvänd ordning, vilket också är vad som händer vid ett svart håls singularitet eller i någon situation där materia kontinuerligt komprimeras.

(Utöver en viss punkt, vi egentligen inte vet.)

Kommentarer

  • Jag ’ d uppskattar om den som nedröstade kunde förklara varför. Jag vet att det är lite vagt svar, men sa jag något fel?
  • Inget fel, men det ’ är ett svar av sämre kvalitet som täcker samma grund som en äldre (jag ’ jag är inte nedväljaren).
  • @Joshua: Jag vet att det inte ’ t ger mycket när det gäller detaljer, men jag tyckte att det var värt att lägga till att vi, bortom en viss punkt, inte ’ inte vet vad som händer när materien komprimeras, på samma sätt att vi inte vet ’ exakt vad som händer vid ett svart håls singularitet.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *