天狼星一立方釐米物質重百斤,科學家:還存在密度更大的物質

2020-12-04 未知科學

宇宙中,有很多極端的物質存在,大家最孰知的可能就是黑洞了吧。但是,有一顆比黑洞還要神奇的恆星,它就是現目前人類已知的密度最大的恆星,神秘的天狼星B星。這顆恆星之所以很晚才被人們發現,一個重要的原因就是它作為一顆恆星,相比於它的同伴,它體積太小了,而且所發光線也十分微弱。

在上個世紀,人們發現天狼星A的運行軌跡很奇怪,它和一般的星體做弧形運動不一樣,它大致是呈S形在運行。後來,人們發現了它的伴星天狼星B對其的強大引力作用後,這個謎團才得以解開。但又一個謎團呈現在廣大科學家面前。為什麼一顆和地球差不多體積的恆星,可以對龐大的天狼星A的運行軌跡產生如此大的影響呢?後來,人們觀測到,原來天狼星B擁有驚人的密度,它雖然只有地球這麼大,但它的質量卻可以達到太陽質量的七成。

打一個比方,我們一盒普通的牛奶為半斤,但是,如果把這個牛奶盒中的奶倒掉並灌滿水銀,它的重量可以達到7斤,如果把天狼星B的物質搬250毫升到這個牛奶盒中,它的重量大約可以達到12噸。這樣,一個牛奶盒大小的物體要用卡車來拖,想必大家一定很驚訝吧!

那麼,為什麼這顆恆星可以達到這麼高的密度呢?原來,天狼星B是一顆白矮星,已經快到其生命的盡頭了,它是由一顆正常體積的恆星崩塌形成的,引力將恆星的所有物質聚集到一起,這樣,以前那顆恆星的全部質量都濃縮到了一個地球這麼小的範圍內,這才造就了一顆傳奇的恆星。

但是,從原子物理學的角度講,這並不是密度的最大極限,而且和密度的極限差得遠。我們不妨想想,什麼狀態下物質才能達到密度的極限呢?我認為:如果我們可以利用某種強大的能量將原子的電子分離,只剩下一個原子核,再將這些原子核集中到一起,那麼,這個新形成的物質密度就是最大的。而且,原子核之間如果可以通過強互作用力緊緊的吸引在一起。那麼,一團核桃大小的物質,就有10000噸的重量,這和一艘航空母艦的重量是差不多的。

我相信,即使不考慮黑洞這種極端天體,天狼星B也一定不是宇宙中密度最大的天體。比如,1935年,天文學家在仙后座又發現了一顆體積只有地球六分之一的恆星,但通過對其周邊天體運行的觀察,推測出其質量可達到太陽質量的3倍,也就是說,它一團核桃大小的物質質量可以達到36噸。這無疑又是一個讓人驚訝不已的密度。

但是,這和理論中最大的密度,一立方cm10000噸還相差很遠。我相信,將來人類一定可以將這種高密度物質製造出來,甚至還可能發現密度更高的物質呢。

相關焦點

  • 宇宙中的物質密度存在極限嗎?中子星密度高達10億噸每立方釐米!
    現有理論之下,密度是沒有極限的。密度公式為ρ=m/v,表示單位體積內包含的物質質量;比如在標況下,空氣密度為0.001293克/立方釐米,水的密度為1克/立方釐米,鐵的密度為7.9克/立方釐米。一立方釐米大約就是一個骰子大小,在宇宙中,存在很多極端的情況,比如下面幾個:地球核心密度高達15克/立方釐米,是水密度的15倍,主要成分是鐵和鎳,由於巨大的壓力,使得鐵鎳原子之間的間隙縮小。
  • 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。
  • 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?
    那麼一個有趣的問題就來了:如果把1立方釐米的中子星物質輕輕地放在地球上,會發生什麼呢?中子星的半徑一般在10公裡到20公裡之間,半徑越大密度就越大,理論上來講,中子星的最小密度大約為8000萬噸/立方釐米,而最大密度則可以達到20億噸/立方釐米,為了方便討論,我們不妨取一個容易計算的中間值,即10億噸/立方釐米。
  • 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?
    那麼一個有趣的問題就來了:如果把1立方釐米的中子星物質輕輕地放在地球上,會發生什麼呢? 中子星的半徑一般在10公裡到20公裡之間,半徑越大密度就越大,理論上來講,中子星的最小密度大約為8000萬噸/立方釐米,而最大密度則可以達到20億噸/立方釐米,為了方便討論,我們不妨取一個容易計算的中間值,即10億噸/立方釐米。
  • 每立方釐米重1億噸的中子星物質,是否代表還有我們未知的元素?
    目前,科學家已經發現或者是人工合成了119號元素,至於還有沒有未知的元素沒被發現,這是有很大可能的,而對於像中子星上的物質,它的密度為何如此之大,這要詳說一下中子星的誕生過程。一般來講,對於那些恆星演化到末期時,它們的產物有4種,分別是白矮星、中子星、夸克星(假設中可能存在的緻密星體)以及恆星級黑洞。先拿我們的太陽來舉例,像咱們太陽這樣的恆星,在經歷了紅巨星階段時會損失30%-40%的自身質量,所以它的歸宿只能是白矮星,一般來講,對於一些低質量恆星(通常為7個太陽質量以下的恆星),它們的演化末期產物都是白矮星。
  • 網友問:脈衝星密度高達每立方釐米10億噸,這是真的嗎?
    一湯勺(脈衝星)中子星物質,就比整個珠穆朗瑪峰還重;如果把地球壓縮成典型的中子星物質,那麼地球直徑也就50米左右。脈衝星脈衝星是中子星的一種,因為中子星一般自轉都很快,且磁場方向和自轉軸不在一條直線上,所以中子星每自轉一圈,磁場就會畫一個圓;當中子星的磁場脈衝掃過地球時,就被稱為脈衝星。
  • 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。
  • 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。
  • 一立方釐米物質將達4萬億億噸,那麼整個宇宙變成黑洞呢?
    通常天體內部的物質密度要比外面的物質密度大一些,比如中子星,中子星表面的物質密度大概是每立方釐米一億噸,然而在中子星的內部,密度可能達到了每立方釐米一百億噸,所以黑洞很可能也是不一樣的,很多科學家認為黑洞內部有一個奇點,那個起點才是黑洞中物質和能量的聚集之地,會佔有整個黑洞質量的絕大部分,所以在黑洞的視界內部,其密度是不可能平均的。
  • 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?
    中子星是宇宙中密度僅次於黑洞的恐怖天體,中子星密度非常大,指甲蓋大小的中子星物質,其質量可以與一座山相匹敵。中子星和黑洞都是恆星演化到生命末期可能形成的少數終點之一,質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在生命末期可以形成一種密度在白矮星和黑洞之間的特殊天體,這就是中子星。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。
  • 如果地球變成黑洞,一立方釐米物質將達4萬億億噸,那麼整個宇宙變成...
    宇宙中的黑洞是一個奇葩的存在,但是黑洞也是一種天體,和恆星行星一樣有它的質量,那麼黑洞中物質的密度有多大呢?這其實是一個很不好回答的問題,不好回答並不是說它不好計算,而是說它並沒有一個統一的標準,因為黑洞中物質的密度計算結果會有大有小,差別極大。
  • 脈衝星的密度高達10億噸每立方釐米,如此高的密度是怎樣形成的?
         上圖為脈衝星(高速旋轉的中子星)結構簡圖脈衝星的密度確實高達10億噸每立方釐米脈衝星上一湯勺的物質,其重量就比地球上的一座山峰還要重。不相信的可以動手算一算,地球表層巖石的平均密度大約為2.7克每立方釐米。脈衝星是中子星,那麼就來聊一聊中子星中子星是大質量恆星衰老後演變而成的產物,是除黑洞外宇宙中密度最大的天體,已被天文觀測證實。
  • 脈衝星的密度高達10億噸每立方釐米,如此高的密度是怎樣形成的?
    上圖為脈衝星(高速旋轉的中子星)結構簡圖脈衝星的密度確實高達10億噸每立方釐米。脈衝星上一湯勺的物質,其重量就比地球上的一座山峰還要重。不相信的可以動手算一算,地球表層巖石的平均密度大約為2.7克每立方釐米。脈衝星是中子星,那麼就來聊一聊中子星中子星是大質量恆星衰老後演變而成的產物,是除黑洞外宇宙中密度最大的天體,已被天文觀測證實。
  • 物質的密度有極限嗎?會有比中子星密度更大的物質嗎?
    在自然界中,水的密度是1克/立方釐米,或者說1噸/立方米,但這有一個溫度條件,因此如果要準確的描述水的密度特性時需要如此定義:1g/cm或者10千克/m(t=4℃),而水銀的密度則高達13.6g/cm,而黃金的密度則是19.26克/cm,自然界中密度之王是金屬鋨,密度達到了22.59克/cm!
  • 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。
  • 宇宙中有比黑洞密度更大的物質嗎?
    這個世界已經沒有比黑洞密度更大的物質了。當然黑洞的密度主要集中在其中心奇點上。那個奇點已經不是我們這個世界的物質,而是一個超越了我們四維時空的超時空狀態,被認為體積無限小。既然這個體積無限小,也就是不知道有多小。
  • 如果把1立方釐米中子星物質放到地球上,會發生什麼?
    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。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。
  • 中子星密度高達每立方釐米1億噸,是否意味著還存在未知的元素?
    中子星是超大質量恆星在演化末期形成的一種高密度星體,密度在每立方釐米8000噸至20億噸之間。這意味著,如果你能從中子星上取一湯匙物質,它的質量比地球上一座山峰的質量還高。中子星上的物質只是密度極大,而這種高密度物質是在超強的引力作用下形成的,在普通環境下很難創造這種物質。
  • 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
    一立方釐米的體積很小,在地球上無論是怎樣的物質,我們都能將它放在巴掌裡,一立方釐米的水得有一克,一立方釐米的鐵約為7.9克,一立方釐米的黃金,也只有19.3克,即便是密度最高的鋨元素,一立方釐米也只有22.6克。
  • 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。