地球兩倍質量的10立方釐米正方體，出現在地球會造成什麼影響？

2020-10-18 星辰大海種花家

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

  • 一個兩倍地球質量,10立方釐米的立方體放在地球表面會怎麼樣?
    這麼大的質量，這麼小的體積，你確定它不會壓成一個球形嗎？←_←先來算算這個立方體的邊長吧：邊長只有2.15cm的正方體，不用算都知道會變成一個黑洞……憑印象，地球的史瓦西半徑只有大約0.89cm，而史瓦西半徑與質量成正比，因此兩倍地球質量的史瓦西半徑為1.78cm，直接則達到3.56cm，已經遠超立方體的邊長了，可以把立方體整個包進去了
  • 當一個1立方釐米的黑洞接近地球時,會對地球造成什麼影響呢?
    在4月10日，科學家們成功的發現了宇宙中黑洞的存在，這也成功的驗證了愛因斯坦、霍金等科學家們的預言，不得不說這又是科學家們發現宇宙奧秘的又一大成果，所以也讓我們人類第一次親眼看到了黑洞的真面目，網友們調侃說，看著有點像甜甜圈。
  • 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？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？
  • 一立方釐米大小的中子星物質遇到地球會發生什麼?
    大質量恆星演化到生命後期，會經歷超新星爆炸，內核會形成緻密天體包括中子星和黑洞，實際上還有一種假想中的夸克星。中子星是什麼概念哪？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。
  • 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。
  • 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立方釐米中子星物質放到地球上,會發生什麼?
    當然，我相信有一些人腦海的畫面應該是這下面這樣的：也可能是下面這樣的：不過，這兩種情況應該都是直接把中子星或者黑洞拿過來，或者扔到地球上的情況，而不是只拿1立方釐米的中子星的情況。這裡補充一句，具體是8倍，9倍還是10倍太陽質量其實說法也有很多，目前也還沒有一個定論，我們可以就當成是超大質量的恆星。也就是下圖中左上到右下對角線的帶狀中偏左上部分的恆星，它們一般都是發出藍光的。我們都知道恆星都是依靠核聚變反應的，如果把恆星看成是爐子，那燃燒的燃料就是原子核。
  • 如果把一立方釐米中子星放在地球上，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？
  • 如果一個一立方釐米的黑洞接近地球,地球會怎麼樣?
    量子力學預言，黑洞的理論最小質量為普朗克質量，約21.77微克，小於普朗克質量的黑洞，其不確定性範圍會超過對應的史瓦西半徑，這也是基本粒子不會塌縮成黑洞的原因。一立方釐米的黑洞，史瓦西半徑為0.62釐米，對應質量為4.2*10^24千克，是地球質量的70%（地球對應的史瓦西半徑約0.9釐米）。
  • 如果一個一立方釐米的黑洞接近地球,會有什麼後果?
    如果您不支持太初黑洞的話，這個一立方釐米的黑洞是不存在的，因為恆星型黑洞至少要大於3.2倍太陽質量的恆星內核才能坍縮而成，而新生的恆星型黑洞質量為太陽的3.8倍，那麼我們來簡單計算下，這個最小的黑洞史瓦希半徑是多少？
  • 如果中子星上一塊1立方釐米大的物質軟著陸到地球,會發生什麼?
    中子星是宇宙中密度僅次於黑洞的恐怖天體，中子星密度非常大，指甲蓋大小的中子星物質，其質量可以與一座山相匹敵。中子星和黑洞都是恆星演化到生命末期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生命末期可以形成一種密度在白矮星和黑洞之間的特殊天體，這就是中子星。絕大多數中子星都是脈衝星，但是中子星也不一定就是脈衝星，只有有脈衝的才可以稱作是脈衝星。簡單來說，中子星的密度在每一立方釐米1億噸到10億噸之間，也就是原子核的密度，這個密度相當於水密度的100萬億倍。
  • 如果有一立方釐米的中子星在地球上,會發生什麼?
    認為你是要假設一立方釐米的中子星在地球上吧，這裡試著解答一下。
  • 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。 黑洞本身實質在奇點，而奇點是沒有體積的，或者說無限小體積的。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。
  • 如果有一個一立方釐米的黑洞靠近地球,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。黑洞本身實質在奇點，而奇點是沒有體積的，或者說無限小體積的。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。這裡R為史瓦西半徑值，G為引力常量，M為天體質量，c為光速。
  • 如果一個一立方釐米的黑洞接近地球,會發生什麼?
    其實從嚴格意義上來講的話，一立方釐米這樣小的黑洞是不可能存在的，當然如果你執意要假設這樣一個黑洞的存在，那麼很有可能發生的情況就是地球被吞噬。事實上，無論黑洞的體積有多大，只要它能接近地球，它就可以將地球吞噬，黑洞吞噬物體不是看物體的個頭有多大，只要是體積不比它大的黑洞，它都可以照吃不誤，地球可以被它吞掉，就連是太陽系都可以被吞噬。一立方釐米的黑洞，其史瓦西半徑只有0.6cm，而如果把地球這麼大質量的一個物體縮成黑洞的話，那麼它的史瓦西半徑只有不過0.9cm。
  • 如果把1立方釐米的中子星物質放到地球上,地球會不會被穿透?
    如果把1立方釐米的中子星物質放到地球上，地球會不會被穿透？中子星是怎麼形成的呢？當大質量恆星，一般是8倍太陽質量以上的恆星在演化末期經由超新星爆發，大量的物質會被拋出去，然後會剩下一個內核，當內核的質量介於1.44-3倍太陽質量之間，那麼就可以形成中子星。
  • 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?
    ，並且釋放出一個電子和一個反中微子即β衰變，不過比較要命的是在這個過程中會有0.15%的質量虧損，並且遵循E=mc這個能量釋放過程！我們來簡單做個計算，1立方釐米的中子星物質有多少質量，然後再來看看這問題有多嚴重！中子星物質密度：每立方釐米約8^14~10^15克，我們取值8×10^11千克那麼0.15%的質量虧損是：1200000000KG即：120萬噸左右那麼E=mc後是多少焦耳呢？
  • 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。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。史瓦西半徑公式根據資料，月球的質量是地球的八十一分之一，也就是說這個1立方釐米的黑洞的質量是月球的
  • 1立方釐米的白矮星、中子星和黑洞物質拿到地球上,都會發生什麼
    一立方釐米的體積很小，在地球上無論是怎樣的物質，我們都能將它放在巴掌裡，一立方釐米的水得有一克，一立方釐米的鐵約為7.9克，一立方釐米的黃金，也只有19.3克，即便是密度最高的鋨元素，一立方釐米也只有22.6克。
  • 如果可以從中子星上取下一立方釐米的物質,放到地球上會怎麼樣?
    中子星是這個宇宙中威力和影響力僅次於黑洞的特殊天體，它以其巨大的質量、很強的引力特別是高緻密度聞名於世。如果我們有能力將一立方釐米的中子星物質，取出來然後快速地放到地球上，會出現什麼樣的狀態呢？在中子星的內部，由於之前原子與原子之間、原子核內部空間都已經被嚴重的壓縮了，所以中子星的密度極高，可以達到每立方釐米10^11千克－10^12千克級別，也就是說如果挖出來一勺中子星，其重量會達到幾億噸甚至幾十億噸。正因為中子星的密度極大，因此中子星的體積較小，通常情況下直徑只有40-50公裡。