Impenetrabilidad

En física, la impenetrabilidad (d'impenetrable) és la resistència que opon un cos a que un atre ocupe el seu lloc en l'espai: cap cos pot ocupar al mateix temps el lloc d'un atre.

Causes de la impenetrabilidad física

Matèria ordinària

Deu notar-se que la impenetrabilidad es referix a la capacitat de la matèria ordinària per a no ser penetrada per fragments de matèria ordinària. Açò és important ya que per eixemple la matèria ordinària pot ser fàcilment traspassada per partícules de matèria no-ordinària com els neutrinos, que poden travessar grans capes de matèria sense interaccionar en ella.

Tornant al cas de la matèria ordinària, la impenetrabilidad depén del principi d'exclusió de Pauli pel qual els electrons, com partícules fermiónicas que són, es veuen obligats a ocupar diferents capes, en la qual cosa fan que un àtom estable siga una estructura en àmplia extensió en l'espai. Quan dos fragments de matèria ordinària s'aproximen entre sí, els respectius àtoms s'acosten, pero per la restricció imposta pel principi de Pauli, els seus núvols electrònics no poden interpenetrarse de lo que resulta una repulsió efectiva. Esta és en últim terme la causa de la impenetrabilidad de la matèria ordinària.

Estreles de neutrons i forats negres

En les nanes blanques molt massives, en una massa per damunt del cridat llímit de Chandrasekhar, les pressions poden ser tan formidables que els àtoms són "comprimits" traspassant els llímits de impenetrabilidad del principi d'exclusió de Pauli. Eixa compressió alcança tal punt que la reacció nuclear de "absorció" d'electrons per protones per a donar neutrons:

usualment desfavorida a pressions ordinàries, es faça cada volta més provable. Això fa que la matèria d'eixes estreles deixe de ser impenetrable pel mateix mecanisme que la matèria ordinària. El colapse cap a l'estat d'estreles de neutrons té l'efecte d'aumentar el volum disponible per fermión, i permetre colapsar una nana blanca en un objecte molt més compacte, l'estrela de neutrons.

La matèria de les estreles de neutrons també és "impenetrable", encara que no pel principi d'exclusió de Pauli aplicat als electrons, sino per la mateixa propietat d'exclusió que posseïxen els neutrons (que encara sent eléctricamente neutres i carint de forces de repulsió electromagnètiques) en conjunt formen un atre tipo de matèria impenetrable. No obstant, també la impenetrabilidad de les estreles de neutrons pot perdre-se si la massa de l'estrela colapsada té una massa superior a la massa crítica per a formar un forat negre. En eixe cas l'exclusió espacial entre neutrons podria no ser capaç de contindre les pressions i es formaria un forat negre. En principi els forats negres no contenen matèria impenetrable en equilibri mecànic.