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體積小質量大的中子星,如何形成的?人掉到上面會怎樣?
2023/05/08

對于現階段的人類而言,中子星是宇宙中一種客觀存在卻又頗顯神秘的天體。

因為已知的中子星都距離我們十分遙遠,而我們也沒有能力派遣航天器進行近距離的觀測和研究。中子星是一種質量較大,但體積很小的天體,在太陽系之中,質量最大的天體就是太陽,它占據了太陽系物質總量的99.86%,而一般的中子星,質量大概在太陽質量的1.35倍到2.1倍之間,可見中子星是一種質量很大的天體,但與之相對的是,它的體積卻十分有限,直徑通常介于20到40公里之間。

中子星質量大而體積小,很明顯,它的密度是十分可觀的。

一般而言,中子星的密度為每立方厘米8X10∧14克到10X10∧15克之間,也就是說每立方厘米的中子星物質就可以高達數億噸,乃至數十億噸。 那麼如此神秘而強大的天體是如何形成的呢?中子星是由恒星演化而來的,但并不是說所有的恒星都會成為中子星,比如地球生態賴以依靠的太陽就無法演變為中子星,至于原因嘛,就是因為太陽太小了,一般來講,質量在太陽質量8倍以下的恒星,最終只能演變為白矮星。

如果想要成為中子星,那麼恒星的質量就必須要介乎于太陽質量的8到30倍之間,如果質量太大,超過了太陽質量的30倍,則很有可能會變為一個黑洞。

那麼恒星為何會演化為中子星,又是如何演化的呢?恒星雖名為恒星,卻并非「恒存永續」之星,它的「生命」也是有時限的,因為恒星進行聚變反應所需要的燃料是有限的,當恒星的燃料耗盡,聚變反應便會逐漸減弱,這使得恒星將會難以維持本來的樣子。 為什麼呢?

恒星的質量是巨大的,即便是像太陽這般的中等質量恒星,其質量也達到了1.9891X10∧30千克。

如此巨大的質量自然對應著巨大的引力作用,所以恒星上的物質會在中心引力的作用下不斷向內坍縮,而恒星之所以能夠維持本來的樣子,是因為聚變反應會產生強大的輻射擴張壓,這股力量是向外的,可以與向內的引力對抗,實現平衡。當恒星上的燃料逐漸耗盡,聚變反應減弱,平衡也就隨之被打破了,于是恒星物質迅速向中心坍縮,在迎來一次強烈的能量反彈之后,便會坍縮為一顆中子星了,而那次強烈的能量反彈就被稱為超新星爆發。

由于引力作用實在太大了,在超新星爆發過后,再也沒有什麼力量可以阻止物質坍縮下去,于是物質開始分解,全部變為原子的形態,但這還沒有結束。

接下來,原子核外的電子會被壓進原子核之中,與其中的質子結合形成中子。原本原子核內是十分空曠的,而現在這些空間全部被擠壓殆盡,中子與中子緊密地貼合在一起,體積自然就會變得非常小,所以也就誕生了這樣一顆質量大而體積小的強大天體。

如果一顆恒星的質量太大,在太陽質量的30倍以上,那麼強大的引力將會具備破開中子的能力,所有的物質都會回歸到基本粒子的形態,這就是黑洞了。

中子星如此強大,如果一個人不小心墜入中子星會怎麼樣呢?人也是由物質所組成的,所以如果人掉到中子星之上,也會像其它物質一樣,被中子星強大的引力拉扯撕碎,最終組成我們身體的一切都會回歸到中子的形態,而我們也將成為中子星的一部分。這一切并不單純是一個假設,或許在數十億年之后,當太陽的生命走到盡頭,我們可能真的會融入太陽之中,只不過太陽只能變為一顆白矮星,而并非中子星。

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