Frage von elmotteck, 86

Könnte ein Neutron im Atomkern die gleichen Eigenschaften und verhaltensweisen haben wie ein Schwarzes Loch?

Dieses würde voraussetzen das das Neutron im Atomkern als 1 Teil betrachtet werden müsste unabhängig der Ordnungszahl aber in Größe proportional zu denn Protonen. Demnach das Schwarze Loch wie ein riesiges Neutron.

Das würde die weitere Frage aufwerfen warum das Proton im Kern nicht " verschluckt" wird. Aber wie das bei einem schwarzen Loch Funktionier weiß -ich- nicht.

Gibt es für diesen Gedanken Spielraum für Spekulation oder ist es absurd?

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 8

Dieses würde voraussetzen das das Neutron im Atomkern als 1 Teil betrachtet werden müsste unabhängig der Ordnungszahl aber in Größe proportional zu denn Protonen.

Wieso willst Du immer die Neutronen im Atomkern »als 1 Teil betrachten«, statt sie als mehrere Neutronen »anzuerkennen« - von mir aus auch als mehrfach angeregtes Neutronenfeld?

Immerhin hat jedes Neutron einen Spin ½ħ, und dies hat zufolge, dass Neutronen dem Pauli-Prinzip unterliegen und sich ähnlich wie auch Elektronen und Protonen dagegen sträuben, am selben Ort im selben Zustand zu sein.

Außerdem verleihen der Spin und die innere Struktur - ein Neutron besteht aus zwei d-Quarks (Ladung je –e/3) und einem u-Quark (Ladung (+2e/3)) - den Neutronen ein magnetisches Moment.

Die Dichte des Neutrons ist enorm. Immerhin kann man ihm als zusammengesetztem Teilchen einen Durchmesser (1,7fm) zuordnen. Nun ist

1,7³ ≈ 5,

also

r³ ≈ ⁵/₈×10⁻⁴⁵m³

und somit

V = ⁴/₃πr³ ≈ ⁵/₂×10⁻⁴⁵m³.

Mit der Masse von

m ≈ (¹/₆)×10⁻²⁶kg

ergibt sich etwa

(¹/₁₅)×10¹⁹kg/m³ ≈ ²/₃×10¹⁸kg/m³ ≈ 6²/₃×10¹⁷kg/m³,

über 6×10¹⁴ mal mehr als Wasser.

Gleichwohl reicht das bei Weitem nicht aus, um aus einem Neutron ein Schwarzes Loch oder etwas Ähnliches zu machen.

Wenn Du 2·G·m/c² ausrechnest, erhältst Du

(²/₃)×10⁻¹⁰m³kg⁻¹s⁻² × (¹/₆)×10⁻²⁶kg / 9×10¹⁶m²/s² = (¹/₈₁)×10⁻⁵²m

≈ 1,24×10⁻⁵⁴m,

rund 39 Zehnerpotenzen kleiner als der Durchmesser des Neutrons und etwa 20 kleiner als die Planck'sche Länge.

Kommentar von elmotteck ,

" mehrfach angeregtes Neutronenfeld" dieser Ausdruck beschreibt wesentlich besser als das was ich meinte mit "1 Teil" . Deine Rechnung verstehe ich leider nicht zu hundert Prozent dazu fehlt mir das Fachwissen aber im Kern habe ich glaube ich verstanden was du mir erklären willst. Ich werde darüber nachdenken, danke für deinen Beitrag.

Antwort
von Meisterpepepo, 43

Ein Neutron hat eine Masse von 1,6749*10^-27 kg (erkenne das Minuszeichen vor der 27); ein Schwarzes Loch hat geschätzt 10^5 bis 10^10 Sonnenmassen!!! (Sonnenmasse = 1,99 Quadrilliarden Tonnen oder 332.946 Erdmassen)

Das sind unterschiedliche Eigenschaften.

Kommentar von elmotteck ,

man muss natürlich die Größenverhältnisse beachten

Kommentar von Meisterpepepo ,

Sprichst du von der Singularität eines Schwarzen Lochs in Bezug auf den ungefähren Durchmesser eines Neutron von 1,7*10^-15 m???

Unterschiedliche Eigenschaften!

Kommentar von Almalexian ,

Ein Neutron ist größer als eine Singularität (aka Schwarzes Loch), die praktisch keine Raumdimension besitzt. Falls dir das nicht klar war.

Kommentar von Meisterpepepo ,

ich hoffe mal, dass du das nicht mir gerade erlären wolltest^^

Kommentar von PWolff ,

Schwarze Löcher gibt es in jeder Größenklasse, auch mit extrem geringen Massen. Die sind aber "heiß" und zerstrahlen sehr schnell.

Kommentar von Meisterpepepo ,

Das sollte ein BIS zwischen zwei Werten i.B.a. die Massen auch verdeutlichen^^

Antwort
von clemensw, 42

Absurd.

Berechne den Schwarzschild-Radius der Masse eines Atomkerns.

Vergleiche mit dem realen Durchmesser. 

FAIL.

Antwort
von elmotteck, 5

Vielen Dank für eure Beiträge

Antwort
von ETechnikerfx, 43

Gegenfrage: Welche Eigenschaften und Verhaltensweisen haben schwarze Löcher?

Kommentar von elmotteck ,

Gemeinsamkeiten u.a. wären die Lage im Zentrum eines System und das Masseverhältniss gegenüber der Umgebung

Kommentar von ETechnikerfx ,

Was genau meinst du mit Lage? Zudem kenne ich kein stabiles Atom mit nur einem Neutron. Das Masseverhältnis eines Neutrons zu seine Umgebung ist in keinstem Maße mit dem eines schwarzen Lochs zu vergleichen. Schwarze Löcher besitzen auch einen Ereignishorizont, welcher Schwarzschildradius genannt wird. Dieser beträgt bei einem Proton gerade einmal 10^-54 m, womit der Protonenradius erheblich größer ist.

Kommentar von PWolff ,

³He ist mit 2 Protonen und 1 Neutron stabil

Kommentar von ETechnikerfx ,

Na gut, ein Isotop da hätt ich auch drauf kommen können.

Antwort
von Almalexian, 36

Ist absurd.

Kommentar von elmotteck ,

über ein zwei kurz angedeutete Beispiele unterschiedlicher Verhaltensmuster würde ich mich freuen.

Kommentar von Almalexian ,

Die Eigenschaften eines schwarzen Lochs liegen in seiner extremen Dichte. Das hat ein Neutron bei weitem nicht.

Kommentar von SlowPhil ,

Die Eigenschaften eines schwarzen Lochs liegen in seiner extremen Dichte.

Das kann man so nicht sagen. Je größer eine Massenansammlung ist, desto weniger groß muss die mittlere Dichte sein, um ein Schwarzes Loch zu bilden. Entscheidend ist, dass sich ein Ereignishorizont bilden kann. 

Das hat ein Neutron bei weitem nicht.

Eine enorme Dichte hat es schon. Die reicht nur nicht aus, um ein Schwarze Loch zu bilden. Sie reicht nicht einmal, wenn man anderthalb Sonnenmassen zu dieser Dichte zusammenpackt. Da ist das Pauli-Prinzip noch stärker.

Kommentar von Almalexian ,

Wo hat ein Neutron ne enorme Dichte? Zumindest im Vergleich zu einer Singularität.

Und von einer Massenansammlung die ein schwarzes Loch bildet war nicht die Rede, sondern von einem existierenden. Und das hat eben, um entstanden sein zu können, eine Masse von mehreren Sonnenmassen, bei einer praktisch nicht vorhandenen räumlichen Ausdehnung. Die Masse schwankt dabei, der Singularitätscharakter nicht.

Kommentar von elmotteck ,

wenn man ein Neutron auf dem Massstab eines Schwarzes Lochs hebt auch?

Kommentar von Almalexian ,

Ich weiß nicht was du damit meinst. Auf jeden Fall ist es so nicht, von daher erübrigen sich Gedankenspiele in die Richtung.

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