花生米大小的物质重一亿吨!密度变态的中子星,和地球相遇会怎样
宇宙中存在一种堪称"密度之王"的星体,名叫中子星。如果你"舀起"一勺中子星,这一勺的重量就能达到上亿吨。
最小的中子星,密度就能达到8000万吨每立方厘米,而质量相对较大的中子星密度,甚至可以达到每20亿吨每立方厘米,注意这里的单位是立方厘米,而不是立方米!
还是不能完全理解?没有对比就没有伤害。
我们可以来看一下地球的质量和密度,地球的平均密度大概是每立方厘米5.5克左右,对中子星来说完全没有可比性。如果地球想要达到中子星的密度,需要将整个地球的直径只有5层楼左右的房子那么高,要知道地球的体积可是有10832亿立方千米。
这么看来,"密度之王"的称号,中子星当之无愧。中子星凭什么那么重?
"密度之王"中子星不仅是重,自然硬度也远远胜过地球上所有物质,包括地球在内,如果可视化一下的话,中子星将比钢铁还要硬100亿倍。
它到底是如何在宇宙中出现的,又是如何做到这么重的?
要想知道中子星为什么会拥有如此高的密度,我们就有必要先了解一下物质的构成,目前已知的几乎所有的物质都是由原子构成的,原子又由原子核和核外电子组成,原子核又由质子和中子组成。
其中,原子核的体积仅仅只占了一个原子很小很小的一部分,如果说将原子比作一个体育馆,那么原子核就相当于体育馆中的一粒灰尘,也就是说一个原子的内部其实是非常空旷的,可压缩空间非常大。
顾名思义,中子星的主体组成物质是中子,可以说中子星是由恒星演化而来的。
当一颗恒星燃烧殆尽,生命走到尽头,它的亮度会增加到4-8个数量级,之后开始衰变,当衰变到达一定程度的时候,这颗恒星就会以爆炸的形式来结束自己的存在,其内部爆炸坍塌。
伴随而来的是内部巨大的压力,压力将电子压缩到原子核中同质子中和为中子,不带电的中子与中子之间不再相互排斥,紧紧连接在一起,使得原本空旷的原子内部变得满满当当,如此一来,在体积不变的情况下,内部多了很多中子,质量和密度就会大大增加。
有一点值得注意,中子星是恒星爆炸之后剩下的核心物质,但是相对来说不是所有的恒星在爆炸之后都能够形成或留下中子星,因为恒星的质量要达到太阳的8-20倍才有机会转变为中子星,否则只能成为一颗"白矮星"。
为了更好地理解,我们可以举一个简单的例子——压缩饼干,一块普通的饼干很轻,但是如果很多块饼干压缩在一起,看上去饼干的大小并没有改变,但是它拿在手里感觉重了很多。
这就是由于压缩使得饼干内部的空隙变小,从而密度变大,中子与中子之间紧密相连也是一样的道理,空隙变小了,密度自然也就变大了。中子星上的中子与中子直接结合得非常紧密,所以直径比一般天体小很多。
得益于极高的密度,中子星的引力非常大,一颗中子星的逃逸速度大约在每秒10万公里左右,相当于一半的光速,这就相当于一个物体在中子星上面自由落体速度可以达到10万公里每秒。
举个例子,如果将地球上一个70公斤重的成年男子扔向中子星,当他落到中子星地面的时候,能够产生相当于2亿吨核爆炸的威力 ,要知道人类引爆过的最大核弹——沙皇核弹,威力也仅有它的四分之一。
如果中子星靠近地球会怎么样?
中子星被科学家们称为除夸克星和黑洞之外"最可怕的天体",如果中子星靠近地球,后果将不堪设想。
如果中子星靠近地球,首先极高的温度会直接蒸干所有海洋中的水,动物、植物、地球上所有的一切都将被笼罩在一片火海之中,不超过24小时,地球上的任何生命都将从此消失,不复存在。
不仅如此,中子星自带的强大引力将会慢慢将大气层抽离,地球内核、地壳因为中子星内部能量的干扰,前所未有的大地震将会被引发,随之而来的就是猛兽般的火山喷发。
这还没完,地球引力无法与中子星引力抗衡。地球被拉扯、撕裂,残破的地球碎片将会以极快的速度向中心坠落,地球的最终下场只会是分崩离析,被可怕的中子星完全吞噬,直至永远消失在浩瀚的宇宙之中。
有人曾计算过,一个直径5米的中子星扔向地球,轻轻松松就可以将地球洞穿,要想摧毁整个地球也是易如反掌。还有比它更厉害的天体?
中子星如此可怕,宇宙中还有比中子星密度更大的物质或者天体吗?事实上还真的有,在宇宙中还存在着一种极为可怕的天体——黑洞,黑洞可以说是中子星的升级进化版。
黑洞和中子星都是由恒星演化而来的,通过爱因斯坦的相对论,我们可以猜测黑洞是一种质量密度无限大的天体,它具有超强的扭曲时空能力,以至于光都无法逃脱。
还有一个叫做"钱德拉塞卡"的概念提出,黑洞的密度有可能是无限的,以目前人类的科技只能猜测,不能准确测量出黑洞的密度。
猜猜看,如果中子星与黑洞相遇,会擦出怎样的火花?
2021年的6月29日,来自美国、欧洲和日本三个国家地区的天文研究团队称,分别在2020年1月的5日和15日探测到了中子星与黑洞的相遇。
该天文团队通过美国的激光干涉引力波天文台,以及意大利的处女座引力波天文台,探测到黑洞与中子星相撞的引力波,结果毫无疑问,黑洞和中子星碰撞之后两者结合形成了一个更大的黑洞。黑洞终究是宇宙之中的老大,就算是遇上了可怕的中子星,也完全没在怕的,轻轻松松就将其吞噬。
宇宙浩瀚无穷,很多未知还在等待着人类探索,是否还存在比中子星和黑洞密度更大的天体,以人类的科技水平还无法探索,我们应该打一个问号。
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