#АстрофизикИвановАнатолий #нейтронныезвёзды #чёрные дыры #neutronstars #blackholes Радиус нейтронной звезды Солнца и определение плотности нейтронных звёзд и чёрных дыр

Радиус нейтронной звезды Солнца и определение плотности нейтронных звёзд и чёрных дыр

Величина плотности нейтронных звёзд и чёрных дыр больше предполагаемой.

             Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич

                                

В своей научной статье «В каждой видимой галактике Вселенной сотни миллиардов нейтронных звёзд», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/08/neutronstars_9.html автор уже коснулся темы плотности нейтронных звёзд и чёрных дыр и обещал написать отдельную статью об этом. В этой научной статье сделаны уточняющие расчёты плотности нейтронных звёзд и чёрных дыр, а также уточнён радиус нейтронной звезды нашего Солнца.

Автору известно, что все нейтронные звёзды и чёрные дыры состоят из плотно упакованных нейтронов и теплового излучения. Вот одна из научных статей автора об этом: «Внутреннее устройство нейтронных звёзд и чёрных дыр», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/04/neutronstars.html . Кроме того, до мельчайших деталей автору известны структуры нейтрона и протона, их форма и габаритные размеры . Никаких кварков в них нет. Размеры и формы нуклонов приведены во всех его научных статьях о структурах ядер лёгких и средних химических элементов. Пользуясь этими знаниями, автор сделает уточняющие расчёты радиуса нейтронной звезды Солнца и плотностей нейтронных звёзд и чёрных дыр.

В своих предыдущих расчётах, связанных с функционированием нейтронных звёзд и чёрных дыр, автор пользовался величиной плотности нейтронных звёзд

2х10¹⁷ кг/м³, которая была признана официальной наукой более 15 лет назад. Согласно расчётам автора, радиус нейтронной звезды, которая находится в центре нашего Солнца, равен 13,4 км. Почти вся масса нашего светила так же, как и массы всех остальных звёзд Вселенной, сосредоточена в нейтронной звезде. Масса протоновой оболочки Солнца составляет меньше одного процента от массы Солнца, поэтому в расчётах автор будет использовать величину массы нейтронной звезды Солнца 2х10³º кг, не вычитая массу протоновой оболочки потому, что масса Солнца была определена с определёнными допущениями.

На рисунке 1 ниже, взятом из выше упомянутой статьи о структурах нейтронных звёзд и чёрных дыр, изображён один слой нейтронов, из которых состоят нейтронные звёзды и чёрные дыры.

                                    

  Рис.1.Часть поверхностного слоя нейтронов нейтронной звезды

Нейтроны располагаются слоями, и в каждом слое они образуют полосы или ленты, состоящие из нейтронных пар. На рисунке 2 ниже изображены полосы одного слоя нейтронов нейтронных звёзд и чёрных дыр. Для лучшего восприятия расстояния между торцами нейтронных пар и зазоры между боковыми поверхностями нейтронных цилиндриков увеличены и показаны не в масштабе.

                 

Рис. 2. Слой нейтронов нейтронной звезды, образованный полосами нейтронных пар.

В выше упомянутой статье о структурах нейтронных звёзд автор сделал предположение, что зазор между полосами составляет около 0,01Ф. Скорее всего, с таким зазором нейтронные полосы располагаются в массивных чёрных дырах. Об этом будет идти речь ниже.

По всей вероятности, зазор между торцами нейтронов в нейтронных парах действительно составляет сотые Ферми и его можно не учитывать в расчётах. Это обусловлено взаимным притяжением нейтронов в паре из-за магнитных моментов, которые направлены навстречу друг другу. Размер нейтронной звезды и её плотность в большой степени зависят от величины зазоров между торцами нейтронных пар и боковыми поверхностями нейтронных цилиндриков, имеющих поверхностный отрицательный заряд.

По всей вероятности, расстояния между торцами цилиндриков нейтронных пар не превышают 0,4Ф. Зазор между нейтронными полосами в одном слое и зазор между нейтронными слоями в определённой степени отличаются. Но мы будем считать их одинаковыми. Эти зазоры должны быть больше расстояния между торцами нейтронных пар. По всей вероятности, они равны около около 0,8Ф.

На рисунке 3 ниже изображена нейтронная пара, заключённая в параллелепипед со сторонами «а», «в», «с». Объём этого параллелепипеда соответствует объёму, который занимает нейтронная пара в нейтронной звезде или чёрной дыре с учётом зазоров.

                    

 Рис.3. Нейтронная пара, заключённая в параллелепипед,

Две стороны этого параллелепипеда одинаковы по предположению: «а» равно «в». Осталось определить размеры этого параллелепипеда и его объём. Диаметр цилиндрика нейтрона равен 2,03 Ф, а его высота равна 0,6 Ф. С учётом зазоров «а» = «в» = 2,83 Ф, а «с» = 1,6 Ф. Таким образом, объём параллелепипеда равен около 12,8х10⁻⁴⁵ м³. Соответственно один нейтрон с зазорами занимает объём в два раза меньше. Этот объём равен около 6,4х10⁻⁴⁵ м³.

Зная массу нейтрона, которая равна 1,67х10⁻²⁷кг, определяем количество нейтронов в нейтронной звезде массой 2х10³º кг. Их количество равно около

1,2х10⁵⁷. Зная количество нейтронов в нейтронной звезде Солнца и зная объём, который занимает каждый из них, определяем объём нейтронной звезды. Он равен около 7,68х10¹² м³. Соответственно плотность нейтронной звезды Солнца равна около 2,6х10¹⁷ кг/м³. Её радиус равен приблизительно 12, 2км.

Вполне естественно, чем массивнее нейтронная звезда и чёрная дыра, тем меньше зазоры между нейтронами и тем больше плотность этих космических объектов. По всей вероятности, при массе нейтронных звёзд 10-27 масс Солнца зазоры уменьшаются вдвое. В таком случае плотность этих космических объектов будет равна около 4,0х10¹⁷ кг/м³ . В чёрных дырах, скорее всего, зазоры уменьшаются до десятых и даже сотых Ферми, в зависимости от их массы, тогда их плотность может быть равна 7,0х10¹⁷ кг/м³.Но это предельная плотность. Она не может быть больше даже в центральной чёрной дыре галактики, находящейся на заключительном этапе процесса сжатия, когда почти вся материя галактики сосредотачивается в этой чёрной дыре.

14. 08. 2018 года, гор. Чернигов.