中子星表面的重力為地球7000億倍，掉向它的物體能超光速嗎？

當一個個的中子緊密結合之後，就形成了中子星這樣的天體。中子星是死亡恆星的殘骸，中子星物質被認為是可見物質中密度最大，硬度最高的物質。

什麼是中子星

一個中子星的半徑大約有10km，最小的中子星半徑只有幾千米，可見中子星的質量有多大。太陽質量是1.9891x10^30千克，由錢德拉塞卡極限計算，中子星質量不能小於1.44倍太陽質量，而奧本海默極限規定，中子星質量不能超過太陽質量的3倍。

我們就說中子星的質量有1.44~3.00x1.9891x10^30千克，那質量是地球的48到99倍了，如果按照地球的50倍質量來計算，那麼中子星的密度就是地球的130萬億倍了。地球的平均密度是5.5克/立方釐米，中子星5.5x130萬億=7.15億噸，那麼中子星的一個立方釐米就有1億噸到20億噸重的說法也就不足為奇了。

大家都知道黑洞可以「吞噬」一切，在黑洞的周圍連空間都是扭曲都。但是中子星也是極其變態的一種天體，那麼當中子星遇上黑洞會擦出怎樣的火花呢？

中子星的形成過程

恆星的內部主要是由氫元素構成的，當恆星內部的氫元素燃燒完之後，如果恆星的質量足夠大還會繼續燃燒氦，接著按照元素周期表往下繼續燃燒。最後只剩下了鐵原子，由於鐵原子核比較穩定，鐵核聚變需要較大的能量。恆星的質量依然足夠大的時候，恆星在坍縮的時候就會產生巨大的能量，就會把鐵原子擊碎。

巨大的坍縮會使得核外電子擠入質子之中，電子帶負電，質子帶正電，這樣電子加上質子就會變成不帶電的中子，這樣所有的物質會被壓縮成一個由中子組成的天體中。當恆星的內核質量在1.44倍太陽質量到3倍太陽質量之間，中子就會在太陽的作用下形成中子星。

黑洞的形成過程

黑洞的形成過程是和中子星的形成是類似。超大質量的恆星在坍縮後，一旦在核心的密度達到一定的程度，這個時候所形成的引力使光也無法逃脫，黑洞就形成了。

當中子星和黑洞相遇

中子星和黑洞都是質量和引力極大的天體，但當它們相遇時：相距200億公裡時，中子星表變物質發生不穩定，磁場有明顯波動。當到100億公裡時，中子星外物質便會飛出，並在黑洞周邊環繞，之後中子星便向黑洞運動。當到50億公裡時，它們便會發生強烈的磁場碰撞，並放出大量電子和光，之後中子星的能量便會慢慢消耗，而後被黑洞吞沒。所以說當兩者相遇的時候，通常只有一種結果，那就是成為一個黑洞。

考慮到地球的重力加速度約為10米/平方秒，這與光速相差太大，因此，我們不妨用中子星來討論這個問題，原因是中子星的重力非常的離譜。

相關資料顯示，一顆標準中子星的表面重力是地球的7000億倍，其表面重力加速度可達到（7 x 10^12）米/平方秒。根據科學家的計算，一個距離中子星表面1米的、初速度為零的自由落體，在落地時的速度可達到每小時大約100萬公裡！

根據公式，重力加速度g = GM/r^2（在這裡G為引力常量，M為中子星的質量，r為物體距離中子星質心的距離），我們可以看到重力加速度的大小是與距離的平方成反比的。

自由落體與星球質心的距離越大，受到重力加速度就越小，在地球上，因為地球的半徑很大（約為6371公裡）而重力相對較小，所以一般的高度都對重力加速度影響不大。

而中子星的結構卻非常緻密，其半徑通常都為十幾公裡，因此在中子星上，自由落體的高度稍微增加一點，其受到的重力加速度就會大幅度地減少。簡單地講，就是距離中子星一定的距離的自由落體，其受到的重力加速度，要比中子星表面的低很多。

每個天體都有一個逃逸速度。

在不受外力的幹擾下，當一個物體達到了一顆星球的逃逸速度時，它就可以逃逸到離這個星球無限遠的距離。反過來講，如果一個物體由無限遠的距離，從靜止狀態向一顆星球做自由落體運動時，它能達到的最大速度也就是這顆星球的逃逸速度。

結語

事實上，中子星表面的逃逸速度在理論上的最大值為15萬公裡/秒（光速的一半），也就是說，無論你將物體放在離中子星表面多高的位置，當它從靜止狀態相對於中子星做自由落體運動時，它的速度都是不會超過15萬公裡/秒的。

這個原理適用於宇宙中所有的天體，所以這個物體是不可能超過光速的。