中子星密度是水的100萬億倍,若地球壓成中子星,體積將會多小?

2020-12-03 宇宙奇妙觀

中子星密度是水的100萬億倍,若地球壓成中子星,體積將會多小?

密度可以說是物理學中重要的物質屬性,我們都知道密度的計算公式是質量除以體積,那麼宇宙天體中密度最大的天體之一的中子星其密度有多大呢?假如把地球壓縮為中子星那樣的密度,地球的體積又會小到怎樣的程度呢?讓我們聽聽科學家怎麼解釋的吧!

首先讓我們先介紹下大密度天體的常客「黑洞」,早在18世紀數學家、物理學家拉普拉斯就表示,一個具有與地球同樣密度,而直徑是太陽250倍的天體,它發射的光線將被自身的引力吸引,其發射的光線將不會被我們看到,因此宇宙中最明亮的天體很可能是看不見的。

那麼物質的密度最大的程度是怎樣的狀態呢?最開始人們認為,這種狀態是電子簡併態,因為粒子高度擠壓,電子被迫高度集中在一起,這樣會佔滿原子內的低能態的空間,這個時候就壓到了極限,就是我們熟知的白矮星的狀態。

假如外部壓力在大點,那麼會出現怎樣的狀況呢?在後來的研究中,科學家表示,當天體的質量大於1.4個太陽質量,電子簡併壓也會不復存在,此時電子將會被壓到原子核的內部。此時電子和原子核的核內正電子將會發生作用生成中子,這就是我們要講的中子星。

在後來的研究中,物理學家奧德海默表示中子星也應該存在質量上線,當質量超過2.2個太陽質量的靜態中子星,或者9個太陽質量的旋轉中子星,此時中子簡併態也不能夠存活了,所有的物質將會坍縮到一個奇點上,這就是我們熟知黑洞的源態。

上面就是中子星的誕生歷史,目前得到大的數據,中子星的密度是每立方釐米在8000萬至20億噸的範圍內,可以算出它的密度是水密度的100萬億倍左右。神話故事中觀音菩薩的如意瓶據說可以裝完整個南海的水,我們知道地球70%是水,正所謂一勺中子星,半個地球海!這個恰好描述了地球和中子星密度的關係。

假如把我們的地球,壓縮到中子星般的密度,就好比把原子壓縮到原子核那樣的大小 ,原子核的體積只佔原子體積的幾千億分之一,也就是要講地球的體積壓縮至少1000億倍,我們知道地球的體積約1.0832073×10^12km,那麼地球被壓縮後僅體積僅剩下約10立方米,其半徑約為1.34米。

這就是中子星的恐怖之處,僅僅1小滴就能給地球造成毀滅的打擊,當然這只是固有屬性,還沒談及它超速旋轉時所散發的輻射對地球的影響!各位小夥伴,你們如何看待中子這樣怪異天體的存在,歡迎留言討論,發表自己的高見!

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  • 中子星密度是水的100萬億倍,地球若壓成中子星,體積會有多小
    太陽外層物質會散逸到太空,剩下的部分形成了白矮星,它的密度特別大,質量約為太陽的一半,但體積和地球差不多以該半徑值可得知它的密度將稍高於地球,這是因為類地行星的密度是隨著體積而增加。火星體積約為地球的15%,質量約為11%,表面積略小於地球陸地面積,密度則比其他三顆類地行星還要小很多。
  • 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
    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。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。
  • 中子星極為緻密,若把地球壓成一顆中子星,它的體積有多大?
    那麼中子星的密度到底有多高呢?和白矮星一樣,中子星的密度也並不一致,質量越高的中子星,它的密度也越高,不過最小的中子星,它的密度也可以達到每立方釐米8000萬噸,而大質量的中子星密度甚至可以達到每立方釐米20億噸。
  • 中子星極為緻密,若把地球壓成一顆中子星,它的體積有多大?
    白矮星的密度並不一致,這是因為質量越大的白矮星,它的引力作用就越大,密度自然也就越大,不過最小的白矮星,它的密度也能夠達到每立方釐米100公斤,而最大的白矮星的密度甚至可以達到每立方釐米10噸,如此緻密的物質,在地球上是無法找到的。雖然在地球上找不到如白矮星一般緻密的物質,但是在宇宙之中,比白矮星更加緻密的物質卻廣泛存在著,而其中密度最高的就要數中子星了。
  • 為啥會有中子星,它有多可怕,指甲蓋大一塊按地球密度有多大?
    中子星密度為1~20億噸/cm^3,地球密度為5.5g/cm^3,中子星密度約地球密度的18.2萬億~364萬億倍,我們折中一下,中子星按中間密度10億噸/cm^3,這樣1立方釐米中子星就有182萬億立方釐米的體積,換算成立方米就是1.82億立方米。根據球體積公式V=(4/3)πr^3,可計算出1立方釐米的中子星物質變成地球物質,相當一個半徑351米的球體。
  • 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。
  • 中子星的密度就是原子核的密度?為什麼地球還沒坍縮成中子星?
    1.電子的電磁力斥力為主的對抗階段2.電子簡併力為主的對抗階段在壓縮初期,比如地核中心的物質(密度大約為水的100倍),或者太陽核心處的物質(密度大約為水的150倍),此時仍然是電磁力的斥力抗衡階段,因此密度變化範圍是比較大的
  • 中子星密度極大,一立方釐米上億噸,這是什麼概念?
    一大坨棉花經過擠壓,能夠裝在一個很小的盒子中;空氣經過壓縮後,體積也會變得很小。當壓力足夠大,物質被擠壓的非常厲害,密度也會變得超級的高,遠超你的想像。  在宇宙中有一類密度極大的星體——中子星,它是恆星死亡後的殘骸。而高速旋轉的中子星又被稱作脈衝星。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℃。
  • 中子星一秒鐘內輻射的能量若全部轉化為電能,就夠地球用幾十億年
    中子星是質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於白矮星和黑洞之間的星體。中子星的能量輻射是太陽的100萬倍,約為瓦特。按照世界上的用電情況.它在一秒鐘內輻射的總能量若全部轉化為電能,就夠我們地球用上幾十億年。
  • 假如一顆足球大小的中子星撞向地球,結局會怎麼樣?
    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。
  • 中子星密度每立方釐米1~20億噸是怎麼來的通俗演繹
    一個中子星的半徑只有10千米左右,也就是說你在中子星上行走,繞其一圈也就是六七十公裡,最小的中子星半徑只有幾公裡,按人在地球上行走的速度,一天就可以繞行一圈。可中子星的質量有多大呢?根據錢德拉塞卡極限計算,不得小於1.44倍太陽質量,根據奧本海默極限規定,不得超過太陽質量的3倍。
  • 地球物質到了中子星上是什麼狀態,比如水?
    在中子星上,一切我們地球上存在的物質都不復存在了。中子星上只有中子,是一種特殊的物質狀態。這是由於質量巨大而體積很小的天體,引力壓力太大,原子被壓垮了,原子核也被壓碎了,電子壓進了原子核中,與質子中和成為中子,加上原來的中子,整個星球就是由中子組成的一個大原子核。
  • 宇宙中密度最高的星球!帶一勺中子星回地球,會發生什麼?
    其實,這種星體最大的特點還包括,擁有超強的伽馬輻射,無論是人還是動物,一旦靠近伽馬射線暴都會灰飛煙滅,目前,中子星仍然是人類探測到的僅次於黑洞的最大密度星體,它的密度已經超越了人類常識,有科學家表示,中子星每立方釐米的質量為8千萬到20億噸之巨,也就是說一勺中子星物質,相當於全世界汽車總重20億噸,或是一座珠穆朗姆峰,可以說,如果有幸能夠嘗到一勺中子星物質,那將是地球都修不來的福氣,當然,我有理由相信這個福氣無人敢消受
  • 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。
  • 中子星由中子組成,既然中子呈中性,為啥會有超強的磁場?
    這種大質量恆星在壽終正寢時會拼盡全力來一個迴光返照,爆發出巨大的能量,將大部分質量散盡回歸太空,中心留下一個緻密的核,這個核有太陽質量的1.44倍以上到3倍左右,這個核就是中子星。這個核有多大呢?半徑10~20km。有人老不相信中子星有那麼「重」,每立方釐米質量達到1~20億噸,想想就明白了,一個10~20公裡半徑的球,濃縮了1.44個太陽以上的質量。
  • 中子星1立方釐米重達10億噸,這種極端密度物質怎麼來的?
    理論上這個壓力要把原子壓碎,電子壓進原子核裡,與質子正負抵消變成了中子,加上原來原子核裡本來的中子,整個星球都變成了一堆中子,這就是中子星了。把一個地球這麼大的東西,壓到只有幾公分大,就基本成為中子星密度了;如果再壓,壓到只有9毫米直徑的一個球,任何物質就無法形成物質了,無限墜落到中心奇點上,就成為黑洞了。
  • 中子星1立方釐米密度達10億噸,這種極端超重物質怎麼來的?
    把一個地球這麼大的東西,壓到只有幾公分大,就基本成為中子星密度了;如果再壓,壓到只有9毫米直徑的一個球,任何物質就無法形成物質了,無限墜落到中心奇點上,就成為黑洞了。在人世間,是無法製造出這麼大的壓力的,只有巨大恆星爆炸,核心物質被極端壓力壓縮,才能夠成為中子星。
  • 中子星物質瞬間移動一點點到地球來是一個什麼樣的後果?
    由於中子星這種極端特性,就引起了一些天文愛好者們的極大好奇心,常有人提出一些古怪的問題,如:如果把中子星一立方釐米的物質瞬間轉移到地球上來會有什麼現象?還有的提出瞬間轉移一個立方米等等。大同小異,就是想看看中子星物質在地球上會怎麼樣。其實這是不可能發生的事情。
  • 白矮星●中子星●夸克星●小黑洞
    中子星,就是大量中子簡併扎堆成團的場所。所以中子星的密度相當於原子核的密度。一顆典型的中子星,質量介於太陽質量的1.35~2.1倍,星體半徑小於20公裡。質量越大的中子星,半徑收縮得越小,但密度大大提升。小個子的中子星密度約為8000萬噸/釐米³,傻大個的中子星密度可達20億噸/釐米³。傻大個的表面密度約為1億噸/釐米³,中心密度可高達100億噸/釐米³。
  • 原子中還有很大的空間,若不是虛空會有多重?重量爆增3000萬億倍
    原子是構成物質世界的基本單元,它的體積非常非常小,一滴水中大約就有2萬億億個水分子,一個水分子又是由兩個氫原子和一個氧原子組成的,所以一滴水中又大約有6萬億億個原子,那麼原子就全部是實打實的物質了嗎?並非如此!