Og viden kommer fra?

I en neutronstjerne som er en nogenlunde stabil sag

og det ved vi fordi?

Neutronstjernen er altså en 12 km stor atomkerne.

og det ved vi fordi?

Helt inde i kernen har vi så omkring 6 x 10^17 kg/m^3, eller 600 milliarder kg pr cm3.

og det ved vi fordi?

Jeg ved godt jeg er lidt provokerende, men jeg vil grumme gerne vide hvordan f*** man har fastslået diameter på hvide dværge/neutronstjerner.

I min bog kan man ikke fastslå denne på baggrund af lysintensitet og masse.

Beskriv gerne hvordan man er kommet frem til 12 km i diameter.

I øvrigt mangler svaret på spørgsmålet:
Hvor tæt kan partikler komme på hinanden?" - atså uden at 'støde sammen'.
Hvis alle neutroner kunne 'smelte' sammen så bestod vi alle af eet stort neutron-'byggeklods'.

Det kunne være rart at vide hvor _tæt_ partikler kan komme på hinanden, som var hovedspørgsmålet.

Der er vel stadig en barriere der skal overvindes før man snakker fusion - ?

Tæt

Vi kunne have spurgt om to legemer (partikler) nogen sinde har "berørt" hinanden, hvis ikke, hvor tæt det dem er muligt at komme hinanden.
Vi er her nede i ekstrem små rumstørrelser hvor direkte forsøg næppe kan besvare spørgsmålet.
For et par årtier siden gennemførtes dog nogle forsøg med næsten perfekte runde makrolegemer, og det tætteste det lykkedes at smadre dem mod hinanden, var i størrelsesordenen en heliumkerne radius.

Teoretisk er partiklers fysiske udstrækning et vanskeligt emne, og i kvantefysikken ikke sjældendt et meningsløst spørgsmål. Måske vi bare skal spørge om partiklernes udstrækning, ved en bestemt forsøgsopstilling.
Generelt må man sige at partikler ikke bryder sig om at komme for tæt på hinanden; der kan være frastødende kræfter, men også tiltrækkende - men når det kommer til en berøring undviges der. Ved annihilering (elektron og positron), kan noget der ligner en berøring udgøre udslettelsen.
I termodynamikken undgår vi ikke spørgsmålet om partiklers fysiske udstrækning.

mindre tæthed i kernen?

Kernestof/neutronstjerner (12 km radius) har en tæthed på en milliard tons pr cm3. Stød mellem tunge atomkerner ved meget høje energier har tætheder, der er 10 gange større men kun i kort tid.

.En milliard tons per cm3. Det er dælme meget.

Helt inde i kernen har vi så omkring 6 x 10^17 kg/m^3, eller 600 milliarder kg pr cm3.

er det ikke 600 mill. tons/cm3 inde i kernen ?

Re: Og viden kommer fra?

Stig!
http://ing.dk/artikel/107610-n...8302

Thim!
Det er det samme!

Forklaringer: Inerti, impulser

Fra artiklen:

Man ved at for eksempel, at nukleonerne i atomkernen – protoner og neutroner – består af tre kvarker, der holdes sammen af en slags elastik.

~ Et objekt består af tre dele. Uanset om dette er sandt: Allerede her har vi et forklaringsproblem.

For at forklare, skal vi muligvis alene have fat i naturloven om inertiimpulsers bevarelse.

I en begyndelsestilstand vil tre kvarker hver især have en (et gæt) tilfældig hastighed og retning og spinhastighed og spinretning. Et billede på dette, muligvis slet ikke korrekt: Tre tilfældige fodbolde der svæver.

Hvis vi antager det, og hvis vi med nogle flytbare barrikader (fx bats til bordtennis) tvinger de tre kvarker til at befinde sig nær hinanden (meget nærmere end i begyndelsestilstanden), da kan vi gætte, at de alle tre vil bombardere sig selv hastigt omkring imod barrikaderne og ligne at spinne meget hastigt omkring hinanden. Årsagen til dette gæt er loven om inertiimpulsers bevarelse. Dermed har vi muligvis en forklaring på, at nogen beskriver tre kvarker som at være bundet sammen af en slags elastik. Mit gæt er, at der ikke er nogen elastik, at det derimod er nogle partikler der udefra hele tiden bombarderer imod de tre kvarker fra alle retninger, og at de tre kvarker på grund af dette skygger delvist for hinanden imod bombardementet, at dette medfører at bombardementet evner at bringe de tre kvarker tæt på hinanden, som i et alt for lille bur, og med et resultat, at de tre kvarker kun har ganske lidt plads til at vedblive med at indeholde deres oprindelige hastigheder og retninger, som en stående bølge af meget tætte og hastige indbyrdes sammenstød.

Dermed vil de tre kvarker, hvis vi ignorere partikelbombardementet, ligne at være løsagtigt tæt bundtede, opføre sig som en hastig omkringsig selv snurrende skæv kugle med revner i, fordi den består af tre løsagtige dele. Dette betyder, at fordi resultatet opfører sig som en løsagtig skæv kugle med revner i og som snurrer hastigt omkring sig selv, at der er grænser for hvor tæt på at den kan komme på andre tilsvarende kugler, som også snurrer hastigt omkring sig selv. Deraf har vi måske forklaringen på, at protoner og neutroner, den slags der udgør en atomkerne, kan være tæt på hinanden, men ikke fuldkommen tæt, i det mindste ikke medmindre at de bliver udsat for et meget stort ydre pres af en slags som ikke er sædvanligt for en atomkerne.

Hvorfor befinder protoner og neutroner sig tæt på hinanden? Også dette kan forklares med, at de hele tiden er udsat for et ydre bombardement af partikler og derfor skygger delvist for hinanden, som alt andet lige altid vil få objekter til efterhånden at blive tvunget til at befinde sig tæt på hinanden. Hvis alt disse gæt er sande, er en atomkerne en løsagtig samling af nogle dele der hver især udfører hurtige individuelle bevægelser, og som hele tiden bliver bombarderet af partikler udefra, og med et resultat deraf, at der ligner at være en usynlig kraft (den eksisterer ikke, ligner nu) der får atomer til at tiltrække hinanden, og som vi har valgt at kalde for tyngdekraften, fordi vi har gjort en iagttagelse derom, at jo flere atomer der er forsamlede, jo stærkere opfører kraften sig. Reelt bør vi måske sige: Jo flere atomer der er forsamlede, jo mere evner de at skygge for hinanden imod det ydre bombardement, og jo mere vil nyankomne atomer til dette nærområde kun blive bombarderet på yderside i forhold til alle de andre atomer.

Et mysterium i denne art af forklaring, er fx elektroners opførsel. Hvorfor bliver de ikke klemt tæt ind til protoner og neutroner i en atomkerne? Måske er forklaringen, at elektroner er samlinger af kvarker der tilfældigvis i oprindelsen havde nogle hidsige individuelle spin og bevægelser, således at hver elektrons selvbevægelse er så vild at den af et ydre bombardement ikke kan tvinges tæt ind på en atomkerne, kun forholdsvis tæt. Og: Når der er bølgebevægelser i partiklerne (dem der udfører et uophørligt bombardement) (og som vi kalder for lysbølger), da kan nogle af disse bølgebevægelser måske nu og da påvirke en elektrons vilde opførsel til at "skifte bane" omkring en atomkerne.

Kommer an på hvordan man ser på det

I den klassiske fysik kan to objekter komme vilkårligt tæt på hinanden, altså "uendeligt tæt".

Noget andet er så hvad man har påvist eksperimentielt, og det er jo nok noget mindre end uendeligt.

Men hvis man ser det i et historisk perspektiv finder vi nye partikler hele tiden som er mindre end dem vi kendte før, og de vil så være indtil flere ordner tættere på hinanden end de forrige.
Så det eksperimentelle er nok ikke det bedste mål for det definitive svar.

At sige at kvarker og gluoner er de mindste partikler fordi de er de mindste vi kan "se" er nok lidt farligt, og ville være en fejl der er begået før (Atom betyder fx "udelelig", og det er det jo som bekendt langt fra).

Jeg ville nok formulere svaret som følgende:

"Vores teori siger uendeligt tæt, og vores eksperimenter har ikke fundet en grænse endnu"

Re: Re: Og viden kommer fra?

Thim!
Det er det samme!

Arh, der mangler vel strengt taget 400 milliarder kg for at det er det samme?

Re: Re: Re: Og viden kommer fra?

Thim!
Mener du ikke, at tons er 1000 x kg?

Med mindre du, Thim, med din forkortelse "mill" mener miliarder, istedet for millioner?!

Re: Re: Re: Re: Og viden kommer fra?

Thim!
Mener du ikke, at tons er 1000 x kg?

Med mindre du, Thim, med din forkortelse "mill" mener miliarder, istedet for millioner?!

Ja, kan godt se det er en dårlig forkortelse - mener milliarder.

Partikler eller kraftfelter?

jeg har sådan på fornemmelsen, at vi ikke kan bruge ordet partikel som et begreb i relation med elementarpartikler.

For hvad er en partikel?

En partikel er blot et begreb, der giver os et billede af noget vi har svært ved at definere noget visuelt ved.

Vi kan godt nok se et omrids af et atom, men omridset er vel egentlig blot et kraftfelt, der lukker af for videre indtrængning af lige de typer af stråler vi ser "partiklen/atomet" med.

Faktisk kunne det være interessant at give svaret en anden drejning, nemlig hvor tæt kraftfelter kan komme på hinanden.

Prøv at se på hvordan kraftfelter mellem to magneter virker over for hinanden, når to magnetstænger lægges Nordpol mod Nordpol og Sydpol mod Sydpol. Hvor tæt kan de magnetiske kraftfelter komme på hinanden?

Det interessante ved kvarker er, at de eksempelvis har sværere ved at komme væk fra hinanden end tæt på hinanden. Men hvad er kvarker egentlig for noget? Partikler eller kraftfelter?

Med venlig hilsen
Lars Kristensen

Re: Partikler eller kraftfelter?

Måske fordi et atom består af flere energifelter, der dels frastøder hinanden, dels tiltrækker hinanden.
Det skaber balancen og de kan så selvfølgelig godt presses sammen, uden effekten af den grund forsvinder. Kraftfelter vil dermed kunne komme uendeligt tæt på hinanden, dette fordi de ikke har nogen masse.
Det vi kalder masse består kun af kraftfelter, hvilket i realiteten vil sige masse ikke eksisterer.

Re: Partikler eller kraftfelter?

En partikel er blot et begreb, der giver os et billede af noget vi har svært ved at definere noget visuelt ved.

Lars: Du har forbyttet på to betegnelser.

Et kraftfelt er et fænomen skabt af partiklers opførsel. Hvis fx ti tusinde partikler har cirka samme hastighed og cirka samme retning, og hvis partiklerne er så små at man ikke kan se dem, derimod kun måle at der foregår noget, da vil man sige: Der er et kraftfelt. Hvis dette fænomen samtidig bliver ramt af en helt anden strøm af partikler, fx delvist fra siden, og som man slet ikke har opdaget endnu, da kan det ligne, at det ene kraftfelt, det kraftfelt som man har opdaget med en måling, endda krummer sig. Kraftfelter er typisk et fænomen som man endnu ikke forstår, kun evner at fornemme eller måle sig til, at der foregår noget. Eksempler: Tyngdekraft og magnetisme.

Hvad er en partikel? En partikel er et fysisk objekt, og oftest mener man et cirka rundt objekt, og oftest mener man et ganske lille objekt. Vi ved af erfaring, at hvis vi kigger nærmere på en partikel, vil vi opdage at partiklen reelt består af en gruppe af endnu mindre partikler. Sådan er vor verden indrettet, en form for organisation i ekstremt store forskelle af skalaer:

Galaksehob, galakse, stjerne, molekyle, atom, kernepartikel, kvark ... ... vakuumpartikel?

Partikler i en flok, der støder sammen med hinanden, og som kollektivt som flok støder ind i andre flokke af partikler, kan medfører besynderlige fænomener, afhængig af partiklernes vægt og størrelser og spin og overflademæssige gnidningsmodstande. Vi kender det fra bordtennisbolde, der kan lave krumspring, tennisbolde kan også, og fodbolde og golfkugler kan bevæge sig ad meget krummede baner, som de gør, fordi de har et spin og fordi de i deres bane støder imod andre partikler: luftmolekyler. Hvis man glemmer at luftmolekylerne findes, vil man måske udbryde: »Der er et kraftfelt som afbøjer golfbolden.«

Det er den slags art af forklaring, som du skal søge efter, når du undrer dig over, for eksempel, at jernspåner bliver flyttet af en magnet. Spørgsmålet er: Hvilke egenskaber skal nogle flokke af partikler have, for at skabe en sådan adfærd i jernspåner? Svaret kan man få af computere, ved at lade dem regne på et stort antal af simuleringer, eksperimenter, indtil flokke af simulerede partikler medfører den adfærd som man i den fysiske verden kan observere. I så fald har man fundet enten en god forklaringsmodel, eller ligefrem fat i selveste opskriften.

Hvis vi kun er i stand til at anvende regneregler om et kraftfelt, da har vi endnu ingen viden om hvad der forårsager fænomenet. Vore fysiske formler om fx magnetisme har således intet med fysisk virkelighed at gøre, kun med ingeniørmæssige tommelfinger-regler.

Et eksempel på en tommelfinger-regel: Formlen for tyngdekraft. Et eksempel på et gæt om virkeligheden: I vort univers er der et evigt bombardement af bittesmå partikler, som rammer atomer fra alle retninger, og som får atomer til at skygge delvist for hinanden, og som skaber et fænomen, at atomer bliver presset sammen, med større sammenpres jo flere atomer der er tæt sammen, og som ligner, at der er et "kraftfelt", og som vi har kaldt for tyngdekraften, og som vi har erfaret os til at kunne regne på, en kraft som er særdeles reel, men som reelt ikke eksisterer, kun er et fænomen forårsaget af partiklers opførsel.

Hvad med kvarkerne?

En neutronstjerne er ikke den tætteste tilstand, selv om man kan betegne den som et kæmpeatom.
Der er en masse tom rum inde i de enkelte partikler, så hvis man forestiller sig man kan pakke kverkerne helt tæt sammen, så vil en neutronstjerne måske skrumpe ind til en størrelse som en marmorkugle - som vi ikke kan erkende, da vi så har et sort hul.
Hvem siger i øvrigt at det meste af kvarkerne ikke består af tomt rum?
Måske består kvarkerne af flere elementarpartikler, der kan forklare deres egenskaber?

Mvh. Per A. Hansen

Hvad med bosonerne :-)

Man inddeler alle partikler i to typer

- fermioner (halvtalligt spin - kun en partikel i hver kvante-tilstand, opfylder eksklusion-princippet)
- bosoner. (heltalligt spin).

Bosoner kan pakkes vilkårligt tæt. F.eks. er lys-partikler bosoner (og disse kan mange ofte godt forstå kan pakkes vilkårligt tæt). Men f.eks. er He3 kerner også bosoner (som ikke er så velkendt).

/Torben.

Partikler

Et punkt er en matematisk abstraktion, som jeg ikke tror eksisterer som en partikel i den fysiske virkelighed. Naar man betegner noget som punktformet er det en indikation af, at man ser bort fra den indre struktur, fordi man ikke kender den eller fordi det er godt nok til formaalet. En punkt formet partikel med masse har en uendelig høj massefylde. En abstraktion, der ikke kan være rigtig. Alt fysisk eksisterende har en udstrækning. To fysiske partikler har altid en endelig sandsynlighed for at kollidere. To punkter har sandsynligheden nul for at kollidere.

kommentar

hej.

godt svar! Tak for det Bøgild (& Co).

En kasse neutroner, tak !

Egentlig kunne jeg godt tænke mig at vende spørgsmålet "på hovedet", og i stedet spørge: Hvad forhindrer egentlig f.x. neutroner i at være helt "tæt" pakket ?

Når vi taler ladede partikler (af samme slags) er der en naturlig frastødning som sikrer, at f.x. to protoner eller to elektroner aldrig kan komme til at røre hinanden.

Men hvad forhindrer neutroner i at røre hinanden ? Heisenbergs usikkerhedsrelation ?

Re: En kasse neutroner, tak !

Egentlig kunne jeg godt tænke mig at vende spørgsmålet "på hovedet", og i stedet spørge: Hvad forhindrer egentlig f.x. neutroner i at være helt "tæt" pakket ?

Egentlig ikke noget, men der er heller ikke noget der i særlig grad holder dem sammen, så selv de mindste termiske bevægelser får dem til at vandre fra hinanden.

Og dog ...?

@PH-K

Egentlig er der vel tyngdekraften til at holde dem sammen ? Godt nok er massen af neutroner ikke særlig stor, men da afstanden kvadreret står under brøkstregen i Newtons tyngdelov, må (tyngde)kraften mellem to partikler vel gå mod uendeligt når afstanden går mod nul ?

Det ser vi så ikke ved mere dagligdags objekter, fordi afstanden mellem massecentrene aldrig kommer i nærheden af nul.

Og da der ikke er nogen naturlig frastødning mellem neutroner, skulle man jo tro, at de "af sig selv" ville klumpe sig sammen i større og større klumper.

Nu ved jeg godt at neutroner i "fri dressur" henfalder i løbet af et kvarters tid - men når neutronstjerner kan eksistere, må en samlet klump af neutroner vel være påvirket af de samme kræfter som når de er "inden i" en atomkerne, og derfor bliver ved med at være neutroner ?

Re: En kasse neutroner, tak !

Det er det man kalder "et virkeligt godt spørgsmål" ! Det rammer en pil lige ned i hjertet på partikelfysikken, den aktuelle forskning på LHC (CERN) og astrofysik ikke mindst. Det er forhåbentligt noget vi bliver meget klogere på i de kommende år.

Vi/Man er dog ikke helt på bar bund, for der er en hel del empirisk viden og dertilpassede teorier, som vi kan bruge til at forstå og forklare opførslen af "rene neutron vædsker" - for de opfører sig nemlig som en art vædsker. Kernekraften der virker mellem protoner og neutroner, virker også mellem to eller flere neutroner, men er selvfølgelig noget anderledes. Det er kun i en 1. ordens tilnærmelse, at Poul Hennings beskrivelse holder. Kernekraften - der i øvrigt er et levn af den stærke kraft (den ene af de fire naturkræfter) som binder quarkerne sammen -, manifesterer sig blandt andet ved en kontinuerlig udveksling af forskellige meson-partikler mellem neutronerne. Denne udveksling kan både virke frastødende og tiltrækkende og er temmelig kompliceret og ikke voldsomt godt forstået i grunden. Så det korte svar på din/vores undren, er sådan set, at det er den stærke kraft mellem neutronerne, der forhindrer dem i at smelte sammen.

Hermed selvfølglig også sagt, at bliver det ydre tryk stort nok, ja så ville det jo være naturligt at forestille sig, at neutronerne smelter sammen og vi kan tale om et quarkplasma (også kaldet 'quarkmatter'). Og her kommer tyngdekraften ind. Disse forhold eksisterer nemlig beviseligt i neutronstjerner pga deres voldsomme tyngdekraft og derfor forestiller mange sig, at neutronstjerner har en kerne af dette eksotiske quarkstof. Det kan forøvrigt opfattes som én stor partikel med mange millioner, milliarder quarks. Det er ikke bare en hypotese og et fantasifoster, men er både observeret og produceret i jordiske laboratorier. Som du kan se, er dit spørgsmål voldsomt interessant og man kunne sådan set omformulere det til: "Hvorfor kollapser neutronstjerner ikke bare til et sort hul?". Kunne vi svare på det, kunne vi jo nemlig også svare på dit spørgsmål. Det kan være meget svært at skabe "neutron vædsker" i jordiske labopratorier, så derfor vil det være en aldeles god idé at indrage astrofysikken og neutronstjernerne i forskningen her, for her kan vi jo betragte og studere omstændighederne og fysikken, uden at skulle skabe disse ekstreme og meget vanskeligt opnåelige forhold selv. Det er forøvrigt dette forhold, der gør at astrofysikken er så relevant for moderne fysik. Vi kan jo bare bruge Universet som vores laboratorium, for her eksisterer der jo alle mulige ekstreme forhold rundt omkirng, som vi mange gange slet ikke kan skabe her på Jorden i lille skala. Det er bare at rette instrmenterne de rigtige steder hen. Med vore dages teleskoper og satelitter, kan der hentes rigtig mange vigtige og præcise informationer.

Nå, men nok om astrofysik og min lidt skolelæreagtige fristil! Jeg vil bare sige dig tak for dit spørgsmål, for det satte en masse tanker og overvejelser i gang hos mig og genoplivede min gamle interesse for partikelfysikken, astrofysikken og ikke mindst neutronstjernerne. Jeg skal nu selv i krig med at studere og genopfriske forholdende og om et par dage er jeg sikkert meget klogere på det hele, end det jeg lige har kunne dele her. For jeg er slet ikke up-to-date med tingene og jeg vil nok tage mig til hovedet i skam om en uges tid, fordi jeg burde have vidst noget mere om sagerne, men sådan er livet jo nu engang ! haha... ok hej hej herfra... og godt nytår.