中性子星はとても重くて、『もし、砂つぶくらいの中性子星のかけらがあったら、百万トンの重さになる』とあるHPに書いてました。
砂つぶひとつで百万トンってどのような元素でできているんですか。
気になって眠れません。やさしく説明お願いします。

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A 回答 (6件)

素粒子物理を専門にしている者として少し訂正です。



kwbt96 さんの回答の
>中性子同士を結びつける力は万有引力しかありません。
という部分は少し誤解があるようです。
陽子と中性子間に働くように中性子同士にも強い相互作用は働きます。
陽子は UP,UP,DOWN の3つのクォーク、
中性子は UP,DOWN,DOWN という3つのクォークで出来ており、
これらのクォークの間に力が働いています。
それから、今では中間子力というより強い相互作用と言います。
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この回答へのお礼

御礼が遅くなってしまいました。
ありがとうございました。
皆さんからの回答がとても興味深かったので、締め切れなくてそのままにしていました。
ごめんなさい

お礼日時:2001/12/13 00:44

皆さんがおっしゃるように、中性子星はどのような元素でできているかとかではなく、元素を構成する中性子でできています。


ここからは補足です。
元素、つまり原子は陽子と中性子からなる原子核と、その周りを回る電子から構成されています。陽子と電子はちょうど磁石のN極とS極のように引き合い、陽子と中性子は湯川秀樹博士が予言した中間子力によって引き合っていますが、中性子同士を結びつける力は万有引力しかありません。万有引力は、電気力や中間子力に比べて力が格段に力が小さいので、ものすごーくたくさん集まらなければ物体を形成することができないのです。したがって、皆さんがおっしゃるように通常の物体とは桁違いの密度になるのです。
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この回答へのお礼

御礼が遅くなってしまいました。
ありがとうございました。
皆さんからの回答がとても興味深かったので、締め切れなくてそのままにしていました。

お礼日時:2001/12/13 00:42

皆さんが書かれているように中性子星は


中性子がぎゅうぎゅうに詰まった状態になっています。
それ自体が大きな原子核のようなものです。

よくあるたとえ話かもしれませんが
野球場の真ん中に1円玉を置いたところを考えてみてください。
通常の元素では、その1円玉が原子核(陽子や中性子)、
野球場の周囲に小さな電子が存在しているといった感じです。
blackleon さんの書かれているように約10000倍違うわけです。
中性子星は野球場に1円玉を敷き詰めた状態と思ってもらえばよいです。
もちろん実際は立体的にです。

以下、概算です。
通常の物質と中性子星は直径で10000倍違いますから、
体積にすると (10000)^3 だけ違うことになります。
(^3は3乗の意味です。)
すると、ある大きさの普通の物質が 1[g] だとすると
中性子星は同じ大きさで (10000)^3=10^12[g] の重さを持つことになります。
 10^12[g]=10^9[kg]=10^6[t]=1000000[t]
となるので百万トンですね。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってしまいました。
とてもよくわかりました。
宇宙の事って知っていて普通の生活で役に立つことなんか何もないのに、とても興味がわいてきます。
ありがとうございました。

それにしても、われわれが生きている間に宇宙のことがもっと解明できるといいですね。

お礼日時:2001/10/17 21:18

確か下記のようだった気がします。

全く自信はないのですが。

物質がたくさんあると重力でつぶれていきます。それで核融合が起きて恒星は光っているわけですが、これが進んで鉄までくるとそれ以上は核融合しなくなります。この状態でもどんどんつぶれていき、電子が原子核の陽子に押し込まれてしまうのです。陽子に電子がくっつくと中性子となり、中性子だけになってしまいます。これが中性子星です。
ということで、中性子のみならば、水素やヘリウムなどの「元素」と呼べるものではないと思います。
こんなサイトを見つけましたので、載せておきます。

参考URL:http://www.st.rim.or.jp/~naot/death.html
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってしまいました。
宇宙の事って知っていて普通の生活で役に立つことなんか何もないのに、とても興味がわいてきます。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/17 21:13

原子核の直径は、電子の軌道の一万分の一程度なのだそうです。


物質というのは、我々の常識と異なって実はすかすかの状態なわけです。

この状態から電子が剥ぎ取られて、中性子だけがぎゅうぎゅう詰めになった物質ができるとすれば、信じられないような密度の高い物質ができますね。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってしまいました。
宇宙の事って知っていて普通の生活で役に立つことなんか何もないのに、とても興味がわいてきます。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/17 21:11

元素は、原子核と電子でできています。


原子核は陽子と中性子でできています。

中性子星は中性子でできています。言わば、星自体がひとつの原子核みたいなものです。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってしまいました。
宇宙の事って知っていて普通の生活で役に立つことなんか何もないのに、とても興味がわいてきます。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/17 21:11

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Q中性子星・中性子・電荷について

質問を読んで下さってありがとうございます。
今朝、本を読んでいた息子から以下の質問を受けました。その本は「科学の不思議」の様な本で、
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 ここで中性子について調べていたのですが、

③電荷ってなに?電荷がないとどうなるの?

と新たな質問が生まれる始末です。

恥ずかしながら文系卒の為、答えてやれません。詳しい方、お知恵を拝借できないでしょうか。

また、息子ですが、幼稚園児の為、簡単な言葉で教えて頂けるとありがたいです。

どうぞ宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90%E6%98%9F

「太陽質量の8〜10倍の質量を持つ恒星では炭素・酸素からなる中心核でさらに核融合反応が起こり、酸素やネオン・マグネシウムからなる核が作られる。この段階で核は縮退するため、電子の縮退圧で重力を支えるようになり、この核の周囲の球殻状の部分で炭素の核融合が進むという構造になる。核を取り巻く部分で起こる核反応生成物によって次第に核の質量が増えていくが、やがて中心核を構成する原子内で、陽子が電子を捕獲して中性子に変わった方がエネルギー的に安定になるようになる。これによって中心核は中性子が過剰な原子核で埋め尽くされるようになり、一方で電子捕獲によって電子の縮退圧が弱まるため、重力を支えられなくなって星全体が急激な収縮を始める。中心核の収縮は、密度が十分大きくなって中性子の縮退圧で重力を支えるようになると停止する。これより上の層は核によって激しく跳ね返されて衝撃波が発生し、一気に吹き飛ばされる。この段階を超新星爆発と呼ぶ。爆発の後には中性子からなる高密度の核が残り、これが中性子星となる。」

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90%E6%98%9F

「太陽質量の8〜10倍の質量を持つ恒星では炭素・酸素からなる中心核でさらに核融合反応が起こり、酸素やネオン・マグネシウムからなる核が作られる。この段階で核は縮退するため、電子の縮退圧で重力を支えるようになり、この核の周囲の球殻状の部分で炭素の核融合が進むという構造になる。核を取り巻く部分で起こる核反応生成物によって次第に核の質量が増えていくが、やがて中心核を構成する原子内で、陽子が電子を捕獲して中性子に変わっ...続きを読む

Q中性子星はなぜ崩壊しないのですか。

中性子は単独だと、わずか15分で崩壊しますよね。なら、中性子だけの、中性子星って、何で崩壊しないんですか?

Aベストアンサー

いい疑問ですね~
私もかつて不思議に思っていました。
あ・・・自我自賛。

中性子が単独でいると崩壊する理由は、
陽子+電子系のほうが安定=質量が小さい=エネルギーも小さい
からです。
では、強力な重力場中ではどうかというと、重力場のエネルギーをもらえるので、中性子でいるほうが安定なのです。
ついでに言うと、中性子星内部ではもはや中性子でもなく
クオークが溶けてしまっているクオークグルーオンプラズマになっていると考えられているそうな。

そえば、物理夏の学校で「重力場中(正確には等加速度系)で崩壊する陽子」の話題をやっていたのがなつかしく思い出されます。

Q中性子星について

中性子星について
中性子星とはいったい
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Aベストアンサー

中性子星(ちゅうせいしせい、neutron star)とは、質量の大きな恒星が進化した最晩年の天体の一種である。中性子星は質量が太陽程度、半径10km程度、大気の厚さは1m程度で、中性子が主な成分の天体である。密度は太陽の密度の1014倍以上もあるとされている。具体的な数値で表すと1mm3当たりで37万t。戦艦大和5隻という表現もされることがある。その桁外れに大きい密度のため、中性子星表面での重力は地球の重力の2 × 1011倍もの大きさがあり、脱出速度は光速の1/3に達する。中性子星は大質量の恒星の超新星爆発によってその中心核から作られるが、中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる上限値があり、それを超えるとブラックホールとなる。上限の質量は、太陽質量の1.5倍から2.5倍の範囲にあると考えられている。

また、重力崩壊によって非常にコンパクトに圧縮された結果として、角運動量保存の法則によって元の恒星よりも遥かに高速に回転しており、典型的な自転周期は30秒から1/100秒である。中性子星に強い磁気がある場合、その磁極から電磁波を出しているが、2つの磁極(地球でいう地磁気上の北極と南極)を結ぶ線が自転軸と一致していない場合、中性子星の自転により電磁波が放出する方向を変えながら放たれるパルサーとなる。中性子星自身は可視光線を発していないため、パルサーとして実在が確認された。

中性子星は、中性子から成る大きな原子核のような物である。原子核では、陽子と中性子がだいぶ自由に動ける状態のため、液体といってもそれほど間違いはないような状態である。したがって中性子星では、その兆大な密度のため液体状態を超えた超流動状態になっていると考えられている。

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Q中性子星 ブラックホール 超新星爆発

いつもお世話になります。

数ヶ月前ですが、NHK教育の番組で、太陽の1.4~3倍の質量の恒星は、中性子星になり、それ以上重たい恒星はブラックホールになる、と言ってました。

私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

そこでインターネットで「超新星爆発」について調べてみました。

しかし、明確な記述が無かったり、あいまいな記述しか私の探した範囲では見つからず、分からなくなってしまったのですが、「超新星爆発」は我々の太陽の質量の何倍から起こるのでしょうか?

私は単純にブラックホールになる恒星は、イコール「超新星爆発」をする、と思っていたのですが、インターネットの記述を見ていると、どうもそうでもないような気がしてきました。

また、合わせて教えて頂きたいのですが、我々の太陽は、赤色巨星から白色矮星へと、その最期をたどるのは知っているのですが、「中性子星」になるような恒星は、どのような最期を迎えるのでしょうか?

詳しい方がおられましたら、お教えください。

いつもお世話になります。

数ヶ月前ですが、NHK教育の番組で、太陽の1.4~3倍の質量の恒星は、中性子星になり、それ以上重たい恒星はブラックホールになる、と言ってました。

私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

そこでインターネットで「超新星爆発」について調べてみました。

しかし、明確な記述が無かったり、あいまいな記述しか私の探した範囲では見つからず、分...続きを読む

Aベストアンサー

> 私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

ご記憶で合ってるんじゃないでしょうか。
Wikipediaによると、ブラックホール化する恒星は、太陽質量の10倍、ってなってますから、誤差含みで3~8倍は中性子星でしょう。
但し、中性子星として存在できる限界となると少し話が違います。
中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる上限値があって、それを超えるとブラックホールにまで崩壊してしまいます。
その上限値は、太陽質量の1.5倍から2.5倍の範囲と算定されているので、NHKの説明は、こっちのことである可能性もあります。

中性子星になる場合、原子における電子の縮退圧で支えられ白色矮星として存在できる質量(チャンドラセカール限界)を超え、電子捕獲により陽子が中性子になって原子が崩壊し、中性子で成る核へと相転位する際の爆縮がトリガとなり、超新星爆発が引き起こされるため、それが発生するのは、太陽質量の3倍以上の場合だと思います。
但し、白色矮星が周囲の物質を取り込んで、チャンドラセカール限界を超えて中性子星まで崩壊するときは、恒星が一気に中性子星にまで崩壊する時とは、違った爆発をするような気がします。(>未確認)
最近は中性子星とブラックホールの間に、クオーク星の状態が有り得るという説もありますね。

> 「中性子星」になるような恒星は、どのような最期を迎えるのでしょうか?

 一般的な回答で、曖昧な内容になりますが、ご了承下さい。
-----
 恒星は、水素の核融合炉であり、水素を燃料にヘリウムを生成する核融合エネルギーによる放射により、それ自身の重力と均衡して星の半径を保っている。
 また、星の核は、電子の縮退圧という物理的な力により支えられている。
 そして、星の中心にはヘリウムが溜まり始め、そのヘリウムはさらに核融合を起こし、炭素、酸素、マグネシウム、ネオンなどの重い元素が層を成して溜まっていき、それぞれの元素の球面で核融合反応が激しく進むようになり、放射が強まることで星の直系は大きくなり、赤色超巨星となる。
 そして、星の中心核の質量がチャンドラセカール限界を超えたとき、炭素の核融合が暴走するとともに、原子核に電子が捕獲され陽子が中性子へと変換されることで、電子の縮退圧を一気に失って星の核は重力崩壊を起こす。
その爆縮の反動は激しい衝撃波となって星を構成していた周辺のガスをすさまじい熱と力で圧縮し、ガスは核融合反応を起こして猛烈な爆発を起こして吹き飛ぶため、これが超新星爆発となる。
 この時、鉄より重い金属などの原子も作られる(より重い星の爆発により、より重い元素が作られる)。
 そして重力崩壊した星の核は、地球直系程度の中性子の塊となり、それ自身は中性子の縮退圧によって直系を保ち、中性星となる。
 また、元々の中心角が持っていた自転の角運動量は保存されるため、星の直系が極限に小さくなることで、猛烈な速さの自転速度を持つ。
 生まれたばかりの中性子星は、数千分の一秒に一回という超高速で自転するものもある。
 そして、地球と同じように、自転軸の他に磁気軸持ち、磁気軸の両端方向にX線、紫外線、可視光線などを放射しているため、その磁気軸の鉛直上に地球があると、その自転周期と同期したパルス状の信号として捕らえられる。
 このような中性子星は「パルサー」とも呼ばれる。
 そのパルス周期は当然ながら非常に正確で、ごく僅かずつ遅くなっていっているだけであるため、その正体が中性子星であると証明されるまでは、地球外知性の証拠ではないかと、取り沙汰されたこともある。
-----
長くなってすいませんでした。

> 私の昔の記憶では、3~8倍が「中性子星」で、それ以上が「ブラックホール」だったような気がしたのですが、NHKの、しかも科学番組で言っていたので、私の記憶違いは明らかです。

ご記憶で合ってるんじゃないでしょうか。
Wikipediaによると、ブラックホール化する恒星は、太陽質量の10倍、ってなってますから、誤差含みで3~8倍は中性子星でしょう。
但し、中性子星として存在できる限界となると少し話が違います。
中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる...続きを読む

Qブラックホールと中性子星

ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
優しい日本語でソフトに教えてください。

Aベストアンサー

はじめまして。yokayoさんへ

> ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
> 優しい日本語でソフトに教えてください。

やさしい日本語でソフトにですね。すでに詳細は#1から#3の方がおっしゃっておられるので、厳密ではないですが、簡単に説明します。

原子というものはご存じですよね。真ん中に原子核があって、そのまわりを電子が回っているというものです。じつは原子というのはスカスカなんですよ。原子核の大きさは原子の直径の1万分の1しかありません。しかし原子の重さ=原子核の重さといっていいぐらいなんです。ほとんどの重さは原子核が担っています。

ものすごく重力があると、電子の軌道半径がせまくなります。もっともっと重力があると電子が押しつぶされて原子核といっしょになり、陽子に電子が吸収されて中性子になり、中性子だけの星になってしまうのです。いわば原子核だけの星になってしまうんですね。そうするとものすごく、密度の高い星になってしまうんです。これが中性子星なんです。

次にブラックホールというのを説明します。

脱出速度というのはご存じでしょうか? ボールを水平に投げてみましょう。ボールはどうなりますか? しばらくするとボールは地面に落ちてきます。なぜでしょう? 地球の引力があるからですね。(そんなもの当たり前だって言わないで下さい)

ボールをもっと早く投げることができれば、ボールはおちてきません。(正確には落ちているのですが、地球が丸いため落ちてこないのです) これが人工衛星なのです。で、もっと早く投げることができれば、地球をまわることなく、そのまま飛んでいってしまいます。そのとき、これ以上まらば、そのまま、飛んでいってしまうという速度を脱出速度といいます。落ちてくるのはその重力のためですから、重力の強いところでは脱出速度は速くなります。地球では秒速11.18km/秒ですが、太陽だと617.5km/秒にもなります。

太陽からの脱出速度はすごいものですね。でも光速度は毎秒約29,885km/秒にくらべればたいしたことはありません。だから太陽からでた光は地球に届くのです。

でも、もっともっと重力の強い天体ではどうなるでしょうか、あまりにも強いとついには脱出速度が光速度を上回ってしまいます。こういう星ではどうなるでしょうか? 星からでた光は、また星に戻ってしまうか、永遠に星の周りをまわるだけとなってしまいます。ですからこの星は、光さえも脱出できません。ということは、中のものは外にでることができませんし、外から観測した場合、光でみることはできません。こういうものがブラックホールなのです。

中性子星とブラックホールのちがい

その中性子すら重力には勝てないのです。ある程度のおおきさになれば、もう中性子すらどんどん潰れていきます。万有引力の法則はご存じの通り、距離の自乗に反比例しますよね。星の場合、その表面に最大の重力になります。(だって、星の真ん中だったら周りに質量がありますから無重力になってしまいますもの) だったら星が小さくなっていけばどうなるでしょうか。どんどん表面の重力が大きくなります。ということは脱出速度もどんどん大きくなってきます。そしてその星からの脱出速度が光速を超えた場合、もうその星からの光は永久に外部に出ることはできません。これがブラックホールです。

はじめまして。yokayoさんへ

> ブラックホールと中性子星の違いが解りません。
> 優しい日本語でソフトに教えてください。

やさしい日本語でソフトにですね。すでに詳細は#1から#3の方がおっしゃっておられるので、厳密ではないですが、簡単に説明します。

原子というものはご存じですよね。真ん中に原子核があって、そのまわりを電子が回っているというものです。じつは原子というのはスカスカなんですよ。原子核の大きさは原子の直径の1万分の1しかありません。しかし原子の重さ=原子核の重さ...続きを読む


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