如果一顆足球大小的中子星撞向地球會發生什麼?這是一個大膽冒險的設想,中子星可不是好惹的,地球在它的面前就是一個渣渣的存在。
中子星其實就是大質的恆星在演化的末期形成的一種形態。在恆星的主序期內,其內部的組成大部分為氫氣,在高溫高壓作用下發生核聚變反應,向外持續散發光和熱。如果恆星質量較小,當氫氣聚變反應行將結束之時,根據強德拉卡極限(約是太陽質量的一半左右),恆星的內部熱量和壓力不足以支持氦的核聚變,恆星就會演化為白矮星。
當恆星的質量達到太陽一半時,可以繼續進行氦的核聚變,體積膨脹形成紅巨星,我們的太陽在生命後期也會經歷紅巨星的階段。在紅巨星的後期,質量更大的恆星仍然可以繼續進行碳乃至更重元素的核聚變,一直到達鐵為止,此時恆星向外的輻射壓消失,恆星外殼的物質便會被吸進內核,引起恆星的塌縮,同時釋放大量熱能和聚變產物,形成超新星爆發。
在超新星向外拋灑大量物質的同時,內核繼續收縮根據泡利不相容原理,在電子簡併壓力不能支撐自身重量產生的引力時,原子核外的電子就會被壓進原子核內,電子與質子就會結合形成中子,當中子積累到一定程度後就會形成中子星。質量繼續增加的話,中子的簡併壓都不能抵抗引力時,就會繼續塌縮形成黑洞。
中子星的密度是極大的,因為在巨大壓力的作用下,外圍電子都被壓進原子核內,原子內以前廣闊的空間被完全壓縮,原子核的排列就變得異常緻密。據估算,一勺中子星物質,其質量可以達到十億噸之巨。所以中子星的體積不會很大,一般只有10-20公裡。理論上,我們不可能找出像足球樣大小的中子星,這麼大的話反而不能維持中子星內核的巨大壓力,會在15分鐘內迅速發生衰變,釋放巨大的能量。
假如有足球大小的中子星物質撞向地球,根據中子星的密度是水密度的100萬億倍計算,每立方釐米的質量就至少有一億噸。一個足球的體積我們設定為600立方釐米,那麼一個足球大小的中子星物質總質量約為600億噸。那麼由撞擊能量以及中子星衰變產生的能量,加一起就可能達到幾十億顆原子彈同時引爆的效果,後果可想而知,地球肯定會被炸得四分五裂的。