在天文圈有個(gè)黑話叫做:質(zhì)量為王。而宇宙中存在著各種各樣殘暴的天體,而它們的殘暴程度其實(shí)和質(zhì)量是有關(guān)系的。越是致密的天體,就越是殘暴。而它們致密的原因其實(shí)是因?yàn)橘|(zhì)量巨大,在引力的作用下極度收縮的結(jié)果。比如:黑洞。
而如果要挑選殘暴程度僅次于黑洞存在的天體,那一定就是中子星了。在宇宙中,中子星也是特別好惹的存在。如果地球遭遇了中子星,那肯定就會(huì)被中子星所吞噬。
那如果是一顆足球大小的中子星呢?地球還會(huì)被吞噬嗎?
要了解這個(gè)問題,我們就要搞清楚中子星到底是咋來的?
其實(shí)無論是黑洞、中子星、白矮星都是恒星演化的產(chǎn)物,只不過質(zhì)量不同的恒星演化的產(chǎn)物罷了。如果質(zhì)量比較小的恒星在演化到生命周期的晚期時(shí),就會(huì)成為一顆白矮星。
如果質(zhì)量特別大的恒星,這里特指8倍太陽質(zhì)量以上的恒星,在演化的過程中,就有可能成為中子星。這個(gè)過程具體是這樣的,我們都知道,宇宙中可見物質(zhì)中大多數(shù)都?xì)湓樱浯问呛ぴ?,它們占?jù)了宇宙可見物質(zhì)總量的99%以上。因此,構(gòu)成恒星的主要的就是氫原子和氦原子。
由于恒星的質(zhì)量巨大,因此自身引力就十分巨大。在引力的擠壓下,恒星急劇升溫,可以達(dá)到很高很高的溫度,比如:太陽在宇宙中還不算大,但內(nèi)核的溫度可以達(dá)到1500萬度。
而特大質(zhì)量恒星的內(nèi)核溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽內(nèi)核的溫度的。于是,這就會(huì)促發(fā)氫原子的核聚變反應(yīng),4個(gè)氫原子核通過核聚變反應(yīng)生成一個(gè)氦原子核。
當(dāng)恒星內(nèi)核中的氫原子核都燒完后,在引力的作用下,恒星內(nèi)核就進(jìn)一步收縮,達(dá)到可以促發(fā)氦原子核核聚變的程度,這個(gè)時(shí)候就會(huì)點(diǎn)燃氦原子核的核聚變反應(yīng)。一直這樣,一路沿著元素周期表中原子序數(shù)越來越大的方向發(fā)展,最終達(dá)到鐵原子核。宇宙中大多數(shù)的恒星都停留在這個(gè)階段之前。
而對于特大質(zhì)量的恒星來說,這個(gè)過程還會(huì)繼續(xù)下去,在引力的作用下,光子會(huì)被壓入到鐵原子核內(nèi),擊碎原子核,釋放出質(zhì)子和中子,質(zhì)子會(huì)和只有的電子發(fā)生反應(yīng),生成中子和中微子,中微子迅速逃離恒星內(nèi)核,當(dāng)數(shù)量足夠多時(shí),就會(huì)引發(fā)超新星爆炸。
而內(nèi)核則會(huì)在引力的作用下,收縮成為中子星或者黑洞。至于到底是中子星還是黑洞,完全取決于中子的簡并壓力是不是可以抵抗住引力。
一顆中子星的致密程度是超乎一般人想象的。我們都知道,原子是由原子核和電子構(gòu)成的。而原子核實(shí)際上是非常非常小的,如果把原子看成足球場那么大,那原子核大概只有一只螞蟻那么大,而電子比原子核還要小,也就是說原子是幾乎空心的,原子的空間是可以被壓縮的。
而中子星說白了,就是擠壓掉了這些空間,讓中子排排列,所以密度極其大。大概一勺子那么多的中子星物質(zhì)就會(huì)有10億噸左右。所以,這也導(dǎo)致了中子星都比較小,半徑大概在10~20公里之間。
照理說,如果地球遭遇了中子星是一定沒有好下場的,所以很多人可能一個(gè)足球那么大的中子星來到地球后,會(huì)是下面這樣。
但是一個(gè)足球那么大的中子星其實(shí)是不存在的,為什么呢?
我們要思考一個(gè)問題,中子星其實(shí)是一個(gè)中子簡并壓和引力處于動(dòng)態(tài)平衡的天體,也就是說,要形成中子星首先要引力足夠大。
但是一個(gè)足球那么大的中子星物質(zhì)其實(shí)是不可能像中子星那樣聚合在一起,而是因?yàn)橐Σ粔虼?,最后散開。
因此,假設(shè)我們的科技足夠發(fā)達(dá),當(dāng)從中子星中取出一個(gè)足球大的中子星物質(zhì)后,它們就很快地散落,并且15分鐘左右就會(huì)減半,這是因?yàn)樽杂傻闹凶拥陌胨テ诖蟾乓仓挥?5分鐘左右。所以,也就不可能撞到地球上,把地球摧毀了。