密度最大的物质能大成什么样?每立方厘米重达20亿吨的中子星

前言

有人知道宇宙中最可怕的物质是什么吗?可能很多人会说是黑洞,因为黑洞能吞噬一切靠近它的物质,包括光在内。

不过,除了黑洞之外,宇宙中还存在着另一种可怕的物质,它就是中子星,号称“宇宙瘟疫”。中子星与黑洞相比,不仅可怕,密度也最大。那么中子星的密度能大到什么程度呢?

中子星的密度有多大

浩瀚的宇宙中,中子星的密度是所有天体中最高的。最小的中子星密度可达到每立方厘米8000万吨,最大的中子星密度可达到每立方厘米20亿吨。

再看其它天体的数据,太阳的平均密度为每平方厘米1.409克,地球的平均密度为每立方厘米5.5克左右,相比之下发现中子星的密度超出太阳、地球几万倍,密度大得可怕。

中子星的直径只有10千米,但它的质量却到达20亿吨,相当于把珠穆朗玛峰压缩变成一颗琥珀的模型。

如果地球想要达到中子星这样的密度,就必需压缩成一颗直径在20米左右的小球。那么,密度如此可怕的中子星是怎样出现的呢?

宇宙中的任何天体都是有寿命的,包括宇宙本身,如今宇宙已经是137亿岁了,科学家预估宇宙还有1400亿年的寿命,太阳则还有有50亿年的寿命,地球的年龄是46亿岁,还有几十亿年的寿命。

包括太阳在内的天体都是恒星,当宇宙中的恒星寿终正寝时就会变成一颗中子星,可以说中子星是恒星演化而来的。

当一颗恒星将自己的燃料燃烧殆尽时,它的亮度会增加到4至8个数量级,之后经过漫长的衰变,衰变到达顶点后,失去热辐射压力支撑的外围物质,就会受重力牵引会急速向核心坠落,导致外壳的动能转化为热能向外爆发,产生超新星爆炸。

如果恒星质量不同,恒星内部区域的演化结果也不同。比如老年恒星的质量是太阳质量的8至20倍时,它就有可能变成一颗中子星,而质量小于8倍时,它只能变化成为一颗白矮星,但恒星在爆炸前的质量比20个太阳还要大,经过超新星爆炸后,就会转变成黑洞。

众所周知,地球上所有的物体都是由原子组成的,而原子是由电子和原子核组成,电子云包裹着原子核,电子与原子核之间有巨大的空间。

恒星在演化成中子星的爆发过程中产生了巨大的压力,压力又使内部结构发生变化。不仅让它的原子外壳被压迫,原子核也被压迫。

当原子核中的质子和中子被挤了出来,质子和电子挤到一起,结合成了中子,最后所有的中子聚集在一起,就形成了我们所知道的中子星。

中子星有多危险?

目前人类发现的中子星已有数千颗,一颗典型的中子星外部是一个固态的铁外壳,大约厚1000米,但它的表面温度超过100万度,中心温度则达到1500万度。

要知道,太阳的表面温度才6000度,中子星高出几万倍,如果把一个人扔到中子星表面,恐怕不到一秒的时间就会消失掉,连一缕青烟都看不见。

科学家探测到,距离人类最近的一颗中子星在200至1000光年远的地方,即使人类能依靠某种手段靠近这颗中子星,可能也永远回不来。

因为中子星不但物质比重大得出奇,它表面重力也能达到光速的一半。人类只有达到每秒15万公里的速度才能逃离它的危险区。所以说,任何物质靠近中子星都将被它吞没,包括光在内,它的恐怖之处不亚于黑洞。

假设,一个重量达70公斤的人站在中子星一米开外的地方时被吸下去,他掉下去的冲击能量就相当两亿吨炸药的爆炸威力。

再假设,人类拿到了一小勺中子星物质,并且摆脱了中子星引力,但那一小勺物质会在离开中子星强大压力约束的一瞬间发生膨胀,恢复原子状态,膨胀到原来的几千亿倍,这种威力绝不亚于若干颗氢弹。

人类对中子星的发现

中子星在上世纪60年代才被人类发现,但在30年代时,曾有科学家假想过中子星存在,不过因为科技水平有限,科学家们无法证实这项猜想。

中子星被科学家真正发现时,也不是看到的,而是它发出的信号被人类捕捉到。

1967年,一名叫作贝尔的女研究生在狐狸星座里发现一颗会发射电波的星体。这颗星体发出的电波非常有规律,经过研究发现,这是一种电磁脉冲信号,于是科学家们就将这颗星体命名为“脉冲星”

一开始,科学家们对这颗脉冲星十分困惑,它发出的电波具有周期性,且非常规律,科学家们怀疑是外星人在向地球发射信号寻求联系,但好在经过一年的研究,科学家发现脉冲星是一颗正在自转的中子星,正是由于它的自转,中子星发射出了强烈的脉冲信号。

所以从那时起,中子星就存在于天文学之中。

目前,人类对中子星的认识还是有限的,因为中子星介于白矮星与黑洞之间,人类是无法从视觉上去观察的,想要更多的去了解中子星,只能研究它发射出的脉冲信号。

通常,科学家研究中子星的脉冲信号还需要借助射电望远镜的帮助。射电望远镜的外表看起来像是一个巨大的雷达,它能捕捉到太空发射出的任何信号。

我国也非常重视对中子星的研究,目前已在贵州省建成了射电望远镜,我国的射电望远镜口径达到500米,反射面相当30个足球场大小,人们将它称为“中国天眼”。

“中国天眼”使用以来,我国科学家发现了370多颗脉冲星,这些脉冲星的信号已经被我国科学家牢牢掌握,但我国对宇宙的探索远不于止,相信在不久的将来,我国对中子星的研究会越来越透彻。

结语

宇宙是广袤无垠的,人类在它面前是渺小、微不足道的,但就算是这样,人类也不会停止对宇宙的探索,我们会利用有限的生命,去不断的追寻世间的奥秘。

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页面更新:2024-03-07

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