Ingen temperatur uten rom for bevegelse?

[-sebastian-]

I en tenkt situasjon har vi en beholder med gass inni. Denne beholderen minsker vi volumet til, slik at trykket vil øke. Spørsmålet er: Dersom vi øker trykket nok, slik at hele atomstrukturen kollapser og det er null avstand mellom partiklene, vil vi da kunne måle noen temperatur i materien? Det er selvsagt snakk om en beholder som tåler uendelig høyt trykk. Komprimeringsarbeidet på gassen vil lagre seg som energi, som kinetisk energi. Men, dersom vi komprimerer gassen nok, vil vel ikke partiklene ha noe rom å bevege seg i (og vi har ikke en gass lengre). Derfor må energien fra komprimeringsarbeidet lagre seg som potensiell energi.

 

Satt bare og tenkte på dette. Spørsmålet er vel om en vil kunne måle temperatur om ikke partiklene har rom for bevegelse.

 

Endret 26. mars 2012 av -sebastian-

[-trygve]

Det du beskriver der er essensielt sett et svart hull. Den vanlige måten å definere temperatur på fungerer ikke så godt på svarte hull, men det viser seg likevel at det er mulig å definere en temperatur også i det tilfellet. Temperaturen til svarte hull er omvendt proporsjonal med massen.

[Ljóseind]

For alt jeg vet, vil du få dannet et sort hull i forbindelse med dette her. Slike tilstander som du beskriver minner også om hvordan nøytronstjerner dannes. Der blir trykket så vanvittig stort at "elektronene blir presset" inn i protonene, og du får nøytroner.

 

Du vil uansett alltid ha litt bevegelse inni beholderen. Det vil alltid overføres kinetisk energi fra atomene i beholderen til det som er inni den, og partiklene på innsiden vil da trykke mot sidene av beholderen. Selv når protonene blir til nøytroner, vil disse bevege seg.

 

EDIT: Hør på -trygve. Han sier mye klokt.

Endret 26. mars 2012 av Dohvakiin

[-sebastian-]

Et svart hull får vi vel grunnet mye gravitasjonskraft. Et svart hull har vel også "uendelig mye masse". Her har vi en liten masse med en ytre kraft som komprimerer den. Uendelig gravitasjon får vi vel kun når avstanden mellom to legemer blir null, eller massen blir uendelig. ( F= G (m1m2)/r^2) Her er det ikke snakk om null avstand, det er kun snakk om liten avstand ettersom hver partikkel har en radius. Altså, om vi legger to klinkekuler helt inntil hverandre vil vi ha en fast definerbar avstand mellom kjernene.

Endret 26. mars 2012 av -sebastian-

[-trygve]

Problemet er bare at elementærpartikler ikke er små klinkekuler, så du får ikke pakket de så tett sammen at de ikke kan bevege seg før du har laget et svart hull. Et svart hull har endelig masse, men uendelig¹ massetetthet. Om det svarte hullet er skapt av gravitasjon eller av ytre trykk gjør egentlig ingen forskjell - bortsett fra at vi ikke kjenner til noen eksempler der svarte hull er dannet på andre måter enn gjennom gravitasjonell kollaps.

 

¹Antakelig er det ikke sant at massetettheten er uendelig, selv om det er slik den er beskrevet i den generelle relativitetsteorien. Men i mangel på en kvantegravitasjonsteori kan vi ikke være sikker på hvordan massetettheten er i sentrum av et svart hull.

[ChappyD]

Problemet er jo det at jo mer du minker volumet

jo mer energi kreves det.

Så tilslutt må du ha uendelig med energi for å klemme det sammen.

Dette er kjent som Boyle's lov.

 

For å "klemme partiklene" sammen kreves det at du overvinner den elektromagnetiske og de to atom-kreftene noe som er enklere sagt en gjort.

 

Ser at det nevnes sorte hull her men et sort hull er jo gravitasjons kolaps og ingen partikler vil "overleve" det her.

[ChappyD]

"presset" inn i protonene, og du får nøytroner."

 

 

Atomkjernen er både nøytroner og protoner

Elektroner kan ikke presses inn i kjernen pga "elektronet trenger albuerom"

Tåpelig men enkel forklaring.

 

Nøytronstjerner er rester etter supernovaer som ikke danner sorte hull men selv om

navnet sier at det kun er nøytroner der er det også andre elementær pertikler.

[Ljóseind]

"presset" inn i protonene, og du får nøytroner."

 

 

Atomkjernen er både nøytroner og protoner

Elektroner kan ikke presses inn i kjernen pga "elektronet trenger albuerom"

Tåpelig men enkel forklaring.

 

Nøytronstjerner er rester etter supernovaer som ikke danner sorte hull men selv om

navnet sier at det kun er nøytroner der er det også andre elementær pertikler.

 

Jeg vet at atomkjernen består av både protoner og nøytroner. Poenget var at elektronene skal, ifølge Rom Stoff Tid (fysikk 2-lærebok) som jeg hadde før, bli presset inn i atomkjernen, og danne nøytroner sammen med protonene der. Da står du igjen med en stjerne som består av hovedsaklig nøytroner (som åpner for at andre partikler kan være tilstede, ja), ifølge de kildene jeg har sjekket med.

 

Det er sikkert en tåpelig og enkel forenkling. Det kan jeg i så fall bare beklage.

Endret 27. mars 2012 av Dohvakiin

[ChappyD]

"presset" inn i protonene, og du får nøytroner."

 

 

Atomkjernen er både nøytroner og protoner

Elektroner kan ikke presses inn i kjernen pga "elektronet trenger albuerom"

Tåpelig men enkel forklaring.

 

Nøytronstjerner er rester etter supernovaer som ikke danner sorte hull men selv om

navnet sier at det kun er nøytroner der er det også andre elementær pertikler.

 

Jeg vet at atomkjernen består av både protoner og nøytroner. Poenget var at elektronene skal, ifølge Rom Stoff Tid (fysikk 2-lærebok) som jeg hadde før, bli presset inn i atomkjernen, og danne nøytroner sammen med protonene der. Da står du igjen med en stjerne som består av hovedsaklig nøytroner (som åpner for at andre partikler kan være tilstede, ja), ifølge de kildene jeg har sjekket med.

 

Det er sikkert en tåpelig og enkel forenkling. Det kan jeg i så fall bare beklage.

 

Da er jeg med. Sjekket rundt selv og det sommer som du sier. ^^

[-trygve]

Jeg ser du har fått noenlunde orden på det meste nå, men jeg kommer med et par kommentarer likevel.

 

Atomkjernen er både nøytroner og protoner

Elektroner kan ikke presses inn i kjernen pga "elektronet trenger albuerom"

Elektroner trenger bare albuerom i forhold til andre elektroner; det er for eksempel ingen minste (kjent) avstand som er nødvendig mellom et elektron og et proton. Hvis avstanden mellom elektronet og protonet blir liten nok (mindre enn ca 10^-17 m) kan den svake kjernekraften virke og det er mulig for elektronet og protonet å danne et nøytron samtidig som det spyttes ut et nøytrino.

 

Nøytronstjerner er rester etter supernovaer som ikke danner sorte hull men selv om

navnet sier at det kun er nøytroner der er det også andre elementær pertikler.

Nøytronstjerner er som du sier en rest etter en supernova som ikke er massiv nok til å kollapse til et svart hull. Men gravitasjonskraften er likevel sterk nok til at avstanden mellom elektronene og protonene blir sterk nok til at det dannes nøytroner. Såvidt vi vet består en nøytronstjerne av nesten bare nøytroner, men nær sentrum er det faktisk mulig at trykket er så stort at kvark-gluon-plasma er en bedre beskrivelse enn individuelle nøytroner. Nær overflaten er trykket lavere, og der finnes det antakelig normale atomkjerner + elektroner.

 

Beskrivelsen av en nøytronstjerne må man uansett ta med en klype salt - vi kan nemlig ikke observere sammensetningen. Det vi vet om nøytronstjerner er nemlig basert på (tildels svært kompliserte) beregninger, så det er absolutt rom for at forståelsen endres.