花生米大小的物質重一億噸!密度變態的中子星,和地球相遇會怎樣

网瘾少女 2022/10/25 檢舉 我要評論

宇宙中存在一種堪稱「密度之王」的星體,名叫中子星。如果你「舀起」一勺中子星,這 一勺的重量就能達到上億噸。

最小的中子星,密度就能達到8000萬噸每立方厘米,而質量相對較大的中子星密度,甚至可以達到每20億噸每立方厘米,注意這里的單位是立方厘米,而不是立方米!

還是不能完全理解? 沒有對比就沒有傷害。

我們可以來看一下地球的質量和密度,地球的平均密度大概是每立方厘米5.5克左右,對中子星來說完全沒有可比性。如果地球想要達到中子星的密度,需要將整個地球的直徑只有5層樓左右的房子那麼高,要知道地球的體積可是有10832億立方千米。

這麼看來,「密度之王」的稱號,中子星當之無愧。

中子星憑什麼那麼重?

「密度之王」中子星不僅是重,自然硬度也遠遠勝過地球上所有物質,包括地球在內,如果可視化一下的話,中子星將比鋼鐵還要硬100億倍。

它到底是如何在宇宙中出現的,又是如何做到這麼重的?

要想知道中子星為什麼會擁有如此高的密度,我們就有必要先了解一下物質的構成,目前已知的幾乎所有的物質都是由原子構成的,原子又由原子核和核外電子組成,原子核又由質子和中子組成。

其中,原子核的體積僅僅只占了一個原子很小很小的一部分,如果說將原子比作一個體育館,那麼原子核就相當于體育館中的一粒灰塵,也就是說一個原子的內部其實是非常空曠的,可壓縮空間非常大。

顧名思義,中子星的主體組成物質是中子,可以說中子星是由恒星演化而來的。

當一顆恒星燃燒殆盡,生命走到盡頭,它的亮度會增加到4-8個數量級,之后開始衰變,當衰變到達一定程度的時候,這顆恒星就會以爆炸的形式來結束自己的存在,其內部爆炸坍塌。

伴隨而來的是內部巨大的壓力,壓力將電子壓縮到原子核中同質子中和為中子,不帶電的中子與中子之間不再相互排斥,緊緊連接在一起,使得原本空曠的原子內部變得滿滿當當,如此一來,在體積不變的情況下,內部多了很多中子,質量和密度就會大大增加。

有一點值得注意,中子星是恒星爆炸之后剩下的核心物質,但是相對來說不是所有的恒星在爆炸之后都能夠形成或留下中子星,因為恒星的質量要達到太陽的8-20倍才有機會轉變為中子星,否則只能成為一顆「白矮星」。

為了更好地理解,我們可以舉一個簡單的例子——壓縮餅干,一塊普通的餅干很輕,但是如果很多塊餅干壓縮在一起,看上去餅干的大小并沒有改變,但是它拿在手里感覺重了很多。

這就是由于壓縮使得餅干內部的空隙變小,從而密度變大,中子與中子之間緊密相連也是一樣的道理, 空隙變小了,密度自然也就變大了。中子星上的中子與中子直接結合得非常緊密,所以直徑比一般天體小很多。

得益于極高的密度,中子星的引力非常大,一顆中子星的逃逸速度大約在每秒10萬公里左右,相當于一半的光速,這就相當于一個物體在中子星上面自由落體速度可以達到10萬公里每秒。

舉個例子, 如果將地球上一個70公斤重的成年男子扔向中子星,當他落到中子星地面的時候,能夠產生相當于2億噸核爆炸的威力,要知道人類引爆過的最大核彈——沙皇核彈,威力也僅有它的四分之一。

如果中子星靠近地球會怎麼樣?

中子星被科學家們稱為除夸克星和黑洞之外「最可怕的天體」,如果中子星靠近地球,后果將不堪設想。

如果中子星靠近地球,首先極高的溫度會直接蒸干所有海洋中的水,動物、植物、地球上所有的一切都將被籠罩在一片火海之中,不超過24小時,地球上的任何生命都將從此消失,不復存在。

不僅如此,中子星自帶的強大引力將會慢慢將大氣層抽離,地球內核、地殼因為中子星內部能量的干擾,前所未有的大地震將會被引發,隨之而來的就是猛獸般的火山噴發。

這還沒完,地球引力無法與中子星引力抗衡。地球被拉扯、撕裂,殘破的地球碎片將會以極快的速度向中心墜落,地球的最終下場只會是分崩離析,被可怕的中子星完全吞噬,直至永遠消失在浩瀚的宇宙之中。

有人曾計算過, 一個直徑5米的中子星扔向地球,輕輕松松就可以將地球洞穿,要想摧毀整個地球也是易如反掌。

還有比它更厲害的天體?

中子星如此可怕,宇宙中還有比中子星密度更大的物質或者天體嗎?事實上還真的有,在宇宙中還存在著一種極為可怕的天體——黑洞,黑洞可以說是中子星的升級進化版。

黑洞和中子星都是由恒星演化而來的,通過愛因斯坦的相對論,我們可以猜測黑洞是一種質量密度無限大的天體,它具有超強的扭曲時空能力,以至于光都無法逃脫。

還有一個叫做「錢德拉塞卡」的概念提出,黑洞的密度有可能是無限的,以目前人類的科技只能猜測,不能準確測量出黑洞的密度。

猜猜看,如果中子星與黑洞相遇,會擦出怎樣的火花?

2021年的6月29日,來自美國、歐洲和日本三個國家地區的天文研究團隊稱,分別在2020年1月的5日和15日探測到了中子星與黑洞的相遇。

該天文團隊通過美國的激光干涉引力波天文台,以及意大利的處女座引力波天文台,探測到黑洞與中子星相撞的引力波,結果毫無疑問,黑洞和中子星碰撞之后兩者結合形成了一個更大的黑洞。黑洞終究是宇宙之中的老大,就算是遇上了可怕的中子星,也完全沒在怕的,輕輕松松就將其吞噬。

宇宙浩瀚無窮,很多未知還在等待著人類探索,是否還存在比中子星和黑洞密度更大的天體,以人類的科技水平還無法探索,我們應該打一個問號。

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