如果把1立方釐米中子星物質放到地球上,會發生什麼?

2020-12-04 鍾銘聊科學

#了不起的天文航天

如果我們拋開一起技術的局限,就把這個當成是科幻來看待,那這個問題的答案應該是:什麼也不會發生。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。

中子星

要了解這個問題,我們就得先來看看中子星到底是什麼?

中子星是特別極端的天體,絕大多數的恆星並不會都成為中子星,只有質量在8倍太陽質量以上的恆星才有可能成為中子星。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。這是因為恆星內部的溫度特別高,物質沒有辦法維持住原子的結構,所以並不是常見的氣液固三態,而是等離子態,這種狀態下,恆星內部的原子核和電子都是到處跑的,不是結合成一個原子。

一開始所有進入主序星,都是先燒氫原子核,殘留的爐渣是氦原子核,最小的紅矮星基本上就燒到氫原子核。而像太陽可以在引力作用下,使內核繼續升溫,點燃氦核聚變,不過太陽也就停在了燒完氦的水平,氦燒完的爐渣是碳和氧。緊接著,還有一批恆星可以在引力作用下使內核繼續升溫,然後可以燒到碳和氧,爐渣就是氖、鎂、矽、磷、硫等元素原子核。如果,我們仔細研究整個過程,就會發現,這些恆星其實是在煉「元素」,整個過程是伴隨著原子序數更高的原子核的生成。

而這當中最猛的就是我們上文說到的超大質量恆星,他可以繼續促發核聚變反應,整個反應可以一路達到生成鐵原子核,鐵元素是所有元素中比結合能最大的,促發它的反應所需的能量要比它發生核聚變反應生成的能量多,也就是說會出現入不敷出的情況。

而超大質量的恆星可以通過強大的引力,使得內核溫度一度達到40億度左右,然後高能的光子會穿入鐵原子核的裡面,把鐵原子核擊碎。這時候就會有大量的質子和中子被釋放出來,質子遇到電子後會生成中子。但是由於引力實在太大,所以所有的物質都會在引力作用下快速地發生坍縮,這時候恆星的恆星就會變成一個中子,(當然也可能會成為一個黑洞),同時,會引發超新星爆炸。這其實就是中子星的由來。

1立方釐米自由的中子星不存在

從這裡,我們不難發現,要成為一顆中子星有一個大前提,那就是引力超級大,中子星的物質是被引力緊緊地壓在了一起。

假設技術可以做到,當我們要從中子星上取1立方釐米物質下來,這1立方釐米的物質由於自身質量因為小,以至於不沒辦法維持住自己的中子星的高密度狀態,中子就會散開,成為自由的中子。而自由的中子的半衰期很短,一般來說10分鐘11秒左右,就會發生衰變,平均壽命只有14分鐘42秒左右。

因此,當我們取下這1立方釐米的中子星,它確實很重,可以達到好幾億噸的重量,但是可能還沒有來得及放到地球上就發生衰變了。即使我們快速把它傳遞到地球上,因為已經沒有巨大的引力束縛,它也早就不是什麼中子星的一部分了。因此,它並不能對地球有什麼影響。

如果換成中子星

當然,這裡的核心問題在於東西變了,它已經不能代表中子星了。如果我們能夠直接把一顆中子星拿到地球旁邊,那一瞬間地球就會被中子星吃掉,在它的引力作用下,地球被壓到中子星上面。而且不僅如此,它去到太陽系任何天體附近都會是這樣的結果,包括太陽在內。所以,中子星其實是宇宙中僅次於黑洞的可怕的極端天體。

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  • 如果中子星上一塊1立方釐米的物質放到地球上,會發生什麼情況?
    由於其巨大的引力,凡是靠近它的天體,都會被撕裂或者引爆,而如果我們從中子星上挖1立方釐米的物質放到地球上,會產生什麼樣的後果呢?中子星對外界天體的引力,同樣遵循著萬有引力定律,從中子星的質量與太陽質量對比來看,雖然高出不少,但由於中子星本身體積也非常小,如果將光速定義在星體上的逃逸速度,我們可以計算出中子星的史瓦西半徑為5000米左右,史瓦西半徑越高,則代表其對目標物體的引力越大。通過測算,太陽的史瓦西半徑才3000米左右,地球的還不到1釐米。
  • 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?
    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?要解釋這個問題,我們還得從中子星的形成歷程談起。中子星是大質量恆星在生命末期,通過超新星爆發之後,殘留的恆星物質繼續坍縮而成。
  • 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?
    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。
  • 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。
  • 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?
    宇宙中存在著很多巨大質量的恆星,當它們內部的核燃料消耗完之後,就會在自身重力的作用下發生坍塌,並常常會發生威力無比巨大的超新星爆發,在一切結束之後,如果其殘留核心的質量大於1.44個太陽質量(錢德拉塞卡極限)又小於3.2個太陽質量(奧本海默極限),那麼它就成了中子星。
  • 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?
    宇宙中存在著很多巨大質量的恆星,當它們內部的核燃料消耗完之後,就會在自身重力的作用下發生坍塌,並常常會發生威力無比巨大的超新星爆發,在一切結束之後,如果其殘留核心的質量大於1.44個太陽質量(錢德拉塞卡極限)又小於3.2個太陽質量(奧本海默極限),那麼它就成了中子星。
  • 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?
    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?
  • 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
  • 一立方釐米的中子星軟著陸到地球上,會發生什麼?
    恆星發生核聚變演化到生命的後期會變成白矮星、中子星和黑洞,至於最終的結果是什麼要看恆星的質量大小。這三類天體都屬於緻密星,簡單來說就是密度大。黑洞這種特殊的天體自不必說,已經達到了特殊的狀態。中子星的密度比黑洞稍小,一立方釐米至少可以達到幾億噸,但是這種特殊的物質結構需要有足夠的壓力才能維持,單獨出來的中子星碎片並不能維持下去。這樣大質量小體積的碎片掉落在地球之上,會產生兩方面的作用,首先來說這個碎片在和地球之間的引力作用下會被加速,最終在地球上,甚至會穿過地球最終停到地球的中心,這樣地球很可能就分崩離析了。
  • 中子星上1立方釐米的碎片,如果掉在地球上,會有什麼樣的後果?
    首先小編要在這裡說一下,中子星上的碎片是不可能掉落在地球上的,因為在地球周圍根本就沒有中子星的存在。但是這不妨礙我們將這個問題進行深入的探討一下,如果假設地球周圍存在一個中子星,而且這個中子星經由撞擊崩碎出了一個一立方釐米的碎片,它穿越了大氣層的防護,直接撞擊在了地球之上,會產生什麼樣的後果呢?讓我們一起來看一下。首先我們要知道,中子星是怎麼形成的?
  • 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
    可能有的朋友會說,這麼重的物質,掉到地上肯定會砸一個洞吧!如果白矮星物質狀態不變的話,的確會這樣!想一想,將一噸的重量放到一立方釐米的面積上,極高的壓強肯定會把相對鬆軟的地面炸出一個洞來,不過要是真能將一立方釐米的白矮星物質轉移到地球上,卻不僅僅是砸出一個洞那麼簡單。
  • 如果把一立方釐米中子星放在地球上,地球會不會被穿透?
    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?不過,中子星要遠遠比一般的天體緻密。一般來說,中子星的密度達到了每立方釐米10^13~10^15克的數量級。一個普通的中子星的質量一般介於1.35~2.1倍的太陽質量,半徑卻只有10~20公裡之間,僅僅只有太陽半徑的三萬分之一到七萬分之一。根據廣義相對論,中子星對於時空的扭曲程度是相當恐怖的,如果我們把一顆中子星投到地球上,那地球絕對就炸掉了。
  • 假如把一立方釐米的中子星物質放在人的頭頂會怎麼樣?
    了解天文的人一定知道中子星非常緻密,每立方釐米的中子星物質竟然達到了數億噸重之巨,數億噸重這是什麼概念?我們按重型坦克50噸重一輛來算,當然重型坦克一般都超過這個重量,按密度比較小的中子星物質1億噸每立方釐米來算。
  • 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
    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。天狼星的伴星就是一顆白矮星。它只有地球那樣大小,但是質量卻有太陽那麼大。然而白矮星的密度在另一種奇異的天體面前根本就不值得一提。這種天體就是中子星。
  • 中子星物質做的足球被踢到地球上會怎樣?15分鐘後地球將被炸掉
    正式的足球比賽中規定用球是5號足球,標準直徑是22.1釐米,國際足聯規定的球體圓周標準為68.5~69.5釐米,其體積為615.8立方釐米(足球氣多氣少會有些許差異)左右,如果是這樣大藝團中子星物質,其質量會有多少呢?
  • 一立方釐米的中子星幾十億噸重,若地球被壓成中子星,會有多大?
    中子星就是傳聞中密度無比大的星球,僅僅是1立方釐米的中子星物質都重達8000萬到20億噸之間,意思是米粒大小的物體掉地上都可能把地表砸個窟窿甚至穿個孔出來,這個密度究竟是多大已經超乎我們的想像。
  • 一小塊中子星物質在地球上會怎樣?會衰變出黃金,還是會爆炸?
    一立方釐米中子星物質會穿透地球嗎?一立方釐米中子星物質有多重?但它無法穿透地球,因為最大的極限也就只能掉落地心,這個位置是引力勢能最低的位置,中子星物質如果不變的話它會一直呆在那裡,當然它也不會對地球造成任何影響,畢竟8億噸物質對於地球如此龐大的質量來說,其實也沒什麼。一立方釐米中子星物質會開始「解壓縮」嗎?很多朋友認為中子星物質是被引力高度壓縮的物質,那麼在撤除引力之後會這些物質會反彈,理論上是這樣嗎?
  • 一勺白矮星,中子星或者黑洞放在地球上會怎樣?
    其實這個結局並不複雜,對地球沒有任何影響,根本啥也不會發生。 緻密的天體 實際上,白矮星,中子星,黑洞是宇宙中的緻密天體,質量未必比恆星大,但密度都要比普通的天體大得多。比如:中子星一勺子大概就是一立方立釐米,質量差不多就得有好幾億噸重。