2倍地球質量,10立方釐米大小,在地球後果如何?輕一點全是黃金

2020-12-15 星辰大海路上的種花家

很多朋友喜歡一些腦洞的假設性思維,比如標題中的10立方釐米的正方體,質量是地球兩倍,而且還出現在地球上,這些都是不可能的事情,但科學允許我們做一些思想實驗,也能看看我們發現的各種要素揉合在一起有多有趣!

質量是地球2倍的10立方釐米物質,還能成為正方體嗎?

根據流體靜力平衡,超過地球1/5000的質量將會在引力作用下大致保持球形(直徑大約500千米以上),這就是矮行星和小行星的區別,因為小行星是小於這個尺寸,外形不規則,而矮行星則在流體靜力平衡下保持球體,但仍然無法清理自身軌道天體的定義,冥王星顯然就符合這個矮行星的規範!

小行星

既然不能保持正方體,那麼這個10立方釐米的球體,半徑是多大呢?

R≈1.42釐米

當然我們得確認下這個尺寸和史瓦希半徑相比,到底是大於還是小於,因為這很關鍵,質量那麼大的球體,尺寸又那麼小,極有可能坍縮成黑洞!

將各個參數代入計算得r=17毫米,也就是1.7釐米,這個尺寸已經大於上文計算得到的1.42釐米,這表示什麼意思?

當天體的尺寸等於或者小於其史瓦希半徑時,那麼它將無可避免的坍縮為一個黑洞

也就是說將這個黑洞放在地球上問會怎麼樣?這不是要地球的親命嘛!

地球會怎麼樣?

地球上出現一個黑洞會怎麼樣?就直接被吞噬了,連逃跑的機會都沒有,因為黑洞直接出現在了地表,周圍肯定是沒戲了,那麼在地球的另一端,假如立即發現了這個黑洞,還來得及逃跑嗎?

上圖是第二宇宙速度計算公式,我們看看在三個地球質量的地球直徑距離外,現代火箭能逃逸嗎?各個參數都能查到,G是萬有引力常數,M是三個地球質量,r是地球直徑!

V=13688.6米/秒

也就是說當地球這邊出現一個2倍地球質量大小的黑洞時,在地球另一端立即啟動火箭逃出地球,我們火箭要加速的速度大約是13.7千米/秒,按人類能夠達到逃逸速度對比,這個13.7千米/秒還是可以達到的。

因此從理論上看,地球另一端的飛船仍然可以逃出黑洞的魔掌!

但除了這個幸運觀眾以外,其他來不及逃脫的都得葬身黑洞,而且將不會留下你的任何信息!因為黑洞不會保留任何除了質量,角動量以及電荷以外的信息!

假如不是黑洞,是一個中子星物質?

當然我們假設的條件稍稍特殊點,不要多說多少直徑的中子星,因為即使是1立方毫米也是大得可怕,比如一座小山質量的中子星物質出現在地球上會如何?

假設這座小山有幾萬噸,而且還出現在無人區(當然我們不管它是怎麼出現的),沒有傷害到人就是了!

那又會如何呢?

很多朋友認為中子星物質會膨脹,因為它是電子壓入了原子核,與質子中和成了中子,中子不會回彈,不會「解壓縮」,所以膨脹這個觀點是錯誤的!

但它失去了中子星環境,會繼續保持中子星物質態嗎?

不會!

因為失去了那個環境,將會成為自由中子,而這些自由中子將會在大約14分鐘多點的時間裡衰變成質子,並且釋放出一些能量!

這個能量釋放過程將會非常恐怖,請參考氫彈爆炸,因為大約會虧損0.15‰的質量,遠比裂變和聚變的比例要低,但其原來質量有數萬噸,所以這個爆炸將會很恐怖!

就炸完嗎?不會發生別的過程?會!

其實這個衰變過程會產生很多重元素,其中就有黃金!

因為自由中子衰變後會成為質子,大家都知道元素的類別有質子數構成,而大量的自由中子衰變後的質子與中子穩定組合,就是各種元素,到哪個程度算穩定?要看剛好構成了什麼組合,穩定了就不再衰變,這也是中子星撞擊合併時,碎片飛出衰變成重元素的過程。

傳說中黃金就在中子星合併中產生,而且據說中子星合併能產生兩個地球質量的黃金,看來宇宙中處處是黃金啊!

好玩不?一個無聊問題扯出那麼多廢話,不過討論下有益身心健康,不至於腦子秀逗!

相關焦點

  • 如果把一立方釐米中子星質量放在地球上,地球會不會被穿透?
    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。如果我們把一立方釐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?
  • 一立方釐米大小的中子星物質遇到地球會發生什麼?
    按照最直觀的理解,一立方釐米大小的中子星可能會直接穿透地球達到地心的位置,但實際情況如何我們要具體分析來看一下。中子星顧名思義是全部由中子組成的特殊天體,這樣的天體已經徹底脫離了常規物質的概念。就是在自身的巨大引力塌陷作用下,電子已經不那麼「自由」了,因為讓它自由的空間急劇縮小,電子甚至被壓進了原子核內,和帶正電的質子結合變成了中子,因此無論是什麼物質,最終的結果就是一堆密密麻麻的中子,因此說中子星的密度實際上就是原子核的密度,大約可以達到每立方釐米1-10億噸。按照這樣的密度,如果把地球壓縮成一顆中子星,那麼它最後的直徑僅僅20米左右。
  • 一個1立方釐米大小的黑洞接近地球會怎樣?
    根據計算,一個1立方釐米的黑洞的半徑大約是0.62釐米。球體積換算半徑我們取整0.6釐米吧,根據資料地球質量的史瓦西半徑大約是0.9釐米,也就是說,這個黑洞的半徑是地球的三分之二,而又根據史瓦西半徑公式,史瓦西半徑與質量成正比,因此也就是說這個黑洞是地球質量的三分之二
  • 如果地球變成黑洞,一立方釐米物質將達4萬億億噸,那麼整個宇宙變成...
    通常天體內部的物質密度要比外面的物質密度大一些,比如中子星,中子星表面的物質密度大概是每立方釐米一億噸,然而在中子星的內部,密度可能達到了每立方釐米一百億噸,所以黑洞很可能也是不一樣的,很多科學家認為黑洞內部有一個奇點,那個起點才是黑洞中物質和能量的聚集之地,會佔有整個黑洞質量的絕大部分,所以在黑洞的視界內部,其密度是不可能平均的。
  • 如果有一立方釐米的黑洞靠近地球,看看會發生什麼?
    如果一個一立方釐米的黑洞接近地球,會發生什麼? 首先我們來了解一下1立方釐米黑洞有多大。這裡說1立方釐米只能理解為黑洞的史瓦西半徑球形體積,根據球體積公式V=4/3πr^3計算,1cm^3體積的黑洞,史瓦西半徑約為0.62cm,我們地球的史瓦西半徑約9毫米,因此這個黑洞比地球質量要小。 那麼這樣一個黑洞質量有多大呢?這就要根據史瓦西半徑公式來計算了。史瓦西半徑計算公式為:R=2GM/c^2。
  • 如果一個一立方釐米的黑洞接近地球,會發生什麼?如何看待黑洞?
    黑洞只是科學家通過計算理論上存在的天體,但是至今都沒有觀測到黑洞或證明黑洞的存在,所以文中所提的發現最小的黑洞質量是3.2個太陽質量上不嚴謹的,我們連銀河系中心的都還沒發現,因為銀心很亮,完全觀測不到所謂的黑洞。
  • 地球壓成中子星半徑僅有22米,1立方釐米重1億噸,中子星有多強悍
    太陽是宇宙中一顆質量不算是很大的黃矮星。科學家推測太陽的壽命大約有100億~110億年。最終太陽會因為內部核聚變燃料的耗盡而走向終結。它最終會變成一顆白矮星。白矮星是一種密度非常高的天體。它的密度可高達10000噸/立方釐米。
  • 地球第九大行星或是黑洞:10倍於地球質量但只有保齡球大小
    據美國媒體10月3日報導,奇怪的事情正在我們太陽系的邊緣發生。柯伊伯帶(Kuiper Belt)中的許多大型巖石天體,主要是小行星和彗星,正沿著一條與太陽系大部分軌道垂直的奇怪軌道高速運行。據《天文學》(Astronomy)雜誌報導,「到目前為止,我們只瞥見了三種類型的黑洞:恆星質量的黑洞、中等質量的黑洞和超大質量的黑洞,比如M87星系中心的黑洞。許多質量極小的原始黑洞被認為在大爆炸後不久就蒸發了。」儘管還沒有直接的觀測結果,但太陽系邊緣存在某種物質的證據是令人信服的。
  • 1立方釐米的中子星物質重達10億噸,把它放在地球上會發生什麼?
    那麼一個有趣的問題就來了:如果把1立方釐米的中子星物質輕輕地放在地球上,會發生什麼呢? 中子星的半徑一般在10公裡到20公裡之間,半徑越大密度就越大,理論上來講,中子星的最小密度大約為8000萬噸/立方釐米,而最大密度則可以達到20億噸/立方釐米,為了方便討論,我們不妨取一個容易計算的中間值,即10億噸/立方釐米。
  • 如果把1立方釐米的中子星物質放到地球上會怎樣?
    倘若在中子星上挖出1立方釐米的物質,然後將其置於地球上,這會有怎樣的結果?中子星的來源中子星是宇宙中密度最大的天體之一,它們之所以擁有極高的密度,與它們的形成方式有關。中子星的前身是恆星,只不過這種恆星要比太陽重得多,它們的質量為8至20倍太陽質量。
  • 直徑1釐米的黑洞質量有多大,靠近地球會是一個什麼後果?
    直徑1釐米就是這個黑洞的事件視界邊界,能夠形成這樣大史瓦西半徑的黑洞,質量就不可能是1噸,而是一個比地球質量還要大的黑洞。計算黑洞史瓦西半徑的公式為:R=2MG/c^2。其中,R為史瓦西半徑,M為物體質量,G為引力常量(G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2),c為光速。
  • 如果1立方釐米的中子星物質軟著陸到地球,會有什麼結果?
    無論是多少體積的中子星物質都無法帶到地球,不止是因為其質量,還有其失去中子星的超高壓裡環境後物質將成為自由中子,它會在約15分鐘內衰變成一個質子
  • 中子星密度極大,一立方釐米上億噸,這是什麼概念?
    中子星的質量一般介於1.5~3倍太陽質量之間,半徑則在10~20千米之間,表面溫度大約為1000萬℃。中子星上一立方釐米的物質,質量高達1億噸以上,甚至10億噸。中子星是目前已知密度僅次於黑洞的天體。在宇宙中,密度比中子星更次一點的天體叫做白矮星。在常溫常壓下,水的密度為1克每立方釐米,而中子星的密度是水的密度的100萬億倍。
  • 均分地球上所有的黃金,每人能分一噸。
    (左圖為自由女神像,圖為地球上所有黃金鑄成的立方體)馬克思說:貨幣天然不是黃金,黃金天然是貨幣。黃金是金元素的單質形式,一種柔軟的,金黃色的,抗腐蝕的貴金屬。可惜這些黃金大部分被地球藏在地核中,人類目前的技術根本無法開採。地球本身不產黃金,黃金是如何產生的呢?從某種意義上來說,黃金還真是上帝的大便。科學家認為宇宙中的黃金有兩種來源。a超新星爆發形成中子星的過程中,產生超高壓超高溫環境中會製造黃金等重金屬。
  • 脈衝星的密度高達10億噸每立方釐米,如此高的密度是怎樣形成的?
    上圖為脈衝星(高速旋轉的中子星)結構簡圖脈衝星的密度確實高達10億噸每立方釐米。脈衝星上一湯勺的物質,其重量就比地球上的一座山峰還要重。不相信的可以動手算一算,地球表層巖石的平均密度大約為2.7克每立方釐米。
  • 宇宙最大天體被發現,質量是地球的2萬萬億倍,體積是太陽的2億億倍
    從地球上看,太陽只有圓盤大小,但是太陽實際大小要遠遠比這個圓盤大很多。根據科學家們計算,太陽可以裝下一百三十萬個地球、一千多個木星,是一顆相對巨大的恆星,而我們生活的星球地球卻很小,如果拿著同樣比例大小的地球和太陽進行對比,通過調整,你會發現地球在太陽照片上的大小只有一個像素而已,可是就是只有像素那麼大的地球卻生活著70多億人類和數以百億計的動物。
  • 重量和質量有什麼區別,如何確定地球質量?
    前天收到一個小夥伴給我留言,問地球的重量如何確定的,我問了下我的同事,她想了一下,回答了官方答案5.965*10^24千克,我們好像經常把質量和重量弄混了。如果你把地球推到太空深處,它也不會有任何重量。所以,我認為這位小夥伴實際上是在問地球的質量是如何確定的。這有就稍微有點複雜了,不像重量的問題,它有一個直接的答案。但物理學的神奇之處就在於,一個相當複雜的東西可以用一個簡單的方程很好地描述。
  • 如果一個質量為地球33萬倍的小錐體做自由落體運動能否砸穿地球?
    原題:如果一個小圓錐體質量為太陽大小的物體做自由落體運動能否將地球砸穿?在回答這個問題之前,我們還是先來回顧一下一個關於6500萬年前恐龍滅絕的流行學說吧。在眾多恐龍滅絕的學說中,小行星撞擊說相比最為流,大多數學者認為是一顆直徑約為10千米的小行星與地球相撞後,由於撞擊所釋放的能量巨大造成塵土遮天蔽日阻擋了陽光照射到地面,在長達數月的時間裡大地一片黑暗,植物由於沒有光合作用而枯死,最終由於食物鏈中斷,恐龍也紛紛被餓死。不過,我倒有個疑問,當時地球沒有自轉嗎?大氣沒有環流嗎?
  • 1毫米大小黑洞來到地球毀滅過程會是怎樣的?
    根據公式計算,太陽的史瓦西半徑為2952米,地球的史瓦西半徑約8.8毫米,這個半徑約1毫米的黑洞質量也就是地球約九分之一。地球質量為5.965×10^24kg,火星質量為6.4219×10^23kg,火星質量約為地球的1/9.4。如果火星成為黑洞,其史瓦西半徑約0.9毫米。
  • 中子星密度大質量大,一立方釐米重量上億噸,是什麼概念?
    中子星和黑洞同樣是恆星生命末期可能到達的終點之一,中子星是恆星演化到生命末期經由重力崩潰發生超新星爆炸之後,可能形成的少數終點之一,質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在其生命末期會形成一種密度介於黑洞和白矮星之間的天體,這個天體就是中子星。