如果把一立方厘米中子星質量放在地球上,地球會不會被穿透?
在宇宙中,有許許多多恐怖的天體。其中,中子星可以算是這些天體中的佼佼者。它們的主要特點就是:質量特別大,密度特別大。要知道在宇宙中是“質量為王”的世界,質量會影響到一個天體的宿命。像黑洞這樣的天體,如果它靠近了某些其他的天體,就會把其他的天體撕碎,然後吃掉。
如果我們把一立方厘米的中子星物質放到地球上,那地球不會被這些中子星物質的撕碎呢?
中子星
要了解這個問題,我們首先要搞清楚中子星到底是咋來的?
中子星實際上是恆星演化的產物,但並不是說所有的恆星都會成為中子星。相反,只有極少數的恆星會最終成為中子星,那這當中蘊藏著什麼樣的機制呢?
首先,恆星和普通的天體比起來其實都屬於大傢伙,就拿太陽系來說,太陽是絕對的霸主,質量佔據了99.86%,剩餘的天體加起來才佔0.14%。
但是我們要知道的是,太陽在恆星家族當中還不算是大的,它屬於黃矮星。在宇宙中,還存在的一些遠遠大於太陽的恆星。由於質量特別大,因此這些恆星自身的引力也就超級大。引力會擠壓自身,如果沒有任何力的抵抗,那這些恆星照理說都會被壓成小球。不過,好在由於自身引力的擠壓,這會迫使恆星核心呈現等離子態,並且在量子隧穿效應和弱力的共同作用下發生核聚變反應。一般來說,第一階段的反應是氫的熱核聚變反應,有兩條路徑,不過反應的結果都是4個氫原子核反應生成一個氦-4原子核。
太陽目前就正在進行著核聚變反應,這也是太陽輻射的來源。如果恆星的核心把氫原子核都燒完,只要恆星的質量足夠大,它就可以繼續發生下一個階段的核聚變反應,這個階段開始燃燒氦原子核生成碳原子核和氧原子核。當氦原子核也燒完後,就會繼續燒碳原子核和氧原子核,生成原子序數更大的原子核。我們會發現,這個反應其實是朝著原子序數更大的方向在發展。宇宙中從氦元素到鐵元素之間的元素原子主要就是依靠恆星的核聚變反應制造而來。
只要恆星的質量足夠大,這個反應就可以一直持續下去,一直燒到鐵元素。鐵原子核是宇宙中最穩定的原子核,它的比結合能最大。這就意味著鐵原子核的核聚變反應是消耗能量的,而不是釋放能量的,要想觸發鐵原子核的核聚變反應就需要巨大的能量,這也意味恆星的質量要足夠大。
科學家發現,質量大於太陽質量8倍的恆星就可以繼續下一步的反應。不過,這個反應特別劇烈,在發生的過程中會發生超新星爆炸,這種反應的亮度堪比星系。
超新星爆炸的過程中,恆星的核心質量如果大於1.44倍太陽質量,小於3倍太陽質量,就會在引力的作用下形成一顆中子星。如果質量大於3倍太陽質量,就會成為黑洞。
如果恆星最終成為一顆中子星,那麼這個時候,引力是和中子星內部的中子簡併壓平衡,以至於恆星沒有被壓成一個小球。
不過,中子星要遠遠比一般的天體緻密。一般來說,中子星的密度達到了每立方厘米10^13~10^15克的數量級。一個普通的中子星的質量一般介於1.35~2.1倍的太陽質量,半徑卻只有10~20公里之間,僅僅只有太陽半徑的三萬分之一到七萬分之一。根據廣義相對論,中子星對於時空的扭曲程度是相當恐怖的,如果我們把一顆中子星投到地球上,那地球絕對就炸掉了。
一立方厘米中子星物質放在地球上
那如果我們把一立方厘米中子放到地球上呢?
答案是:什麼都不會發生。原因也很簡單,我們要知道的是中子星形成的條件是1.44倍太陽質量~3倍太陽質量。它之所以如此緻密,就是因為自身引力特別大,相當於是把引力捆綁得很緻密的天體。
如果僅僅拿出一立方厘米的中子星物質,那麼在拿出來的那一刻,這部分物質的質量大概是10^13~10^15克,要知道地球的質量可是5.965*10^27克,這還要比地球的質量更小。因此,這部分物質會因為自身引力不夠大,會瞬間變得鬆散,不會再像中子星那樣緻密。因此,這部分物質也就不會再有任何中子星的特性,放到地球上也就不發生任何事情了。