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!