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一小匙中子星物质来到地球,会在大气层烧完,还是会砸穿地球?

本文基于回覆网友近似问题。

中子星物质离不开中子星情况,更不会来到地球,是以不存在烧不烧得完的问题,这个问题无解。

中子星不属于通俗恒星范围,是恒星灭亡后的残骸,也可以说是尸骨。恒星尸骨有4种,即黑矮星、白矮星、中子星、黑洞。黑矮星是小质量恒星红矮星的尸骨,因为红矮星寿命超长,至今还没有这种尸骨存在;白矮星是太阳类中小恒星的尸骨,宇宙中有不少,大约占恒星总数的约10%;中子星是太阳质量8~30倍中大质量恒星的尸骨,黑洞是太阳质量30~40倍以上恒星灭亡后的尸骨。

  • 白矮星和中子星物质是特别的简并态物质

所谓简并态,就是极端压力下,构成地球常态物质的原子被压垮了,当作为一种出格的致密物质。原子原本是由原子核和外围电子构成的,原子核占有了原子99.96%的质量,体积却只有原子的数千亿到万亿分之一。

这就是说原子核和电子外壳之间,有一个庞大的空间,这样原子一被压垮,物质就变得很是致密。这就是白矮星和中子星物质密度极大的原因。

按照量子力学的泡利不相容道理,费米子粒子都有彼此排斥的性质,就像小孩子玩耍不肯意挤在一路,一接近就彼此排斥。电子、质子、中子都属于费米子粒子,是以当原子电子外壳被压垮后,这些根基粒子就彼此排斥,尽量不让大师彼此挨近,这种彼此排斥会形当作一种压力,就叫简并压。

简并压越到深条理越大,白矮星是靠电子简并压支撑着庞大引力压的,也就是原子的电子外壳还存在,只是被压缩小了,压缩到必然水平,电子与电子之间不相容就形当作了某种支撑力,抵御住了引力压力,让原子核与电子之间还连结着必然空间,原子核就还连结完整。这样,白矮星的密度就只有1~10吨/cm^3,相对中子星就要差一大截。

当白矮星达到钱德拉塞卡极限,也就是太阳质量的1.44倍时,电子简并压就无法支撑增大的引力压了,电子简并压就被摧毁了,电子与原子核之间的空间就没有了,电子无可何如地被压缩进了原子核。

电子带负电,原子核里的质子带正电,原子外围电子数与原子核质子数正好一致,这样正负电荷一中和,质子也酿成了中子。原子核原本就是中子和质子依靠强力绑缚在一路的,此刻质子也酿成了中子,整个星球就酿成了全数由中子构成的一个大中子核,由此,这个星球就是中子星。

中子之间有着比电子更壮大的中子简并压,勉强支撑着中子星的形态。是以中子星的密度就半斤八两原子核,甚至比原子核还要慎密,这种物质就被叫做中子简并态物质,

白矮星体积约有地球大小,质量在太阳0.5倍以上到1.44倍以下;中子星质量达到了太阳的1.44倍以上到3倍摆布,体积半径却只有10km摆布,是以密度就比白矮星高多了,达到10亿吨摆布1立方厘米。

傍边子星的质量更大,达到奥本海默极限,也就是约3个太阳质量以上时,这种依靠中子之间的斥力形当作的中子简并压也就支撑不住壮大的引力压了,就会俄然被压缩,专业的说法就是坍缩或塌陷,当作为一颗更深条理简并压支撑的夸克星,或者直接坍缩当作一个黑洞。

迄今为止,人们并没有发现夸克星的存在,是以一般认为中子星质量超越奥本海默极限,就会直接坍缩当作一个黑洞。

所谓钱德拉塞克极限和奥本海默极限,以及泡利不相容道理,在曩昔文章中已多次有过介绍,这里就不赘述了。

  • 中子简并态物质不成能离开中子星存在

从上述白矮星和中子星形当作的前提,我们可以得出不管是电子简并态物质仍是中子简并态物质,都不成能离开它们存在的前提而自力存在。因为一旦离开了特定的前提,它们存在的庞大引力压就不存在了,这些物质就无法连结简并压,而是会敏捷地膨大恢复到原子状况,当作为我们地球上存在的由中性原子构成的正常物质。

而白矮星或中子星,都是情况极其恶劣的天体,从今朝人类把握的科学手艺来说,只能远远地不雅测,而无法接近。尤其是中子星,是一种极其恐怖的天体,其引力仅次于黑洞,概况重力可达地球的数千亿倍,逃逸速度最高需要达到一半光速,也就是15万km/s。

不要说飞船,若是一小我被中子星引力捕捉拉拽曩昔,最终高速撞上中子星概况的能量可达数亿吨烈性火药的威力,也就是约2万颗广岛原枪弹威力。即便这种可骇威力的爆炸,在中子星上也会被其壮大的重力所压制,掀起的波澜高度还不如一个尘埃。

中子星的温度可达数千亿到上万亿度,概况大气压比地球地心压力大10^21倍(10万亿亿倍),磁场比地球壮大数十亿倍。因为中子星担当了原恒星的角动量,一般都高速扭转,最快每秒可达数千转。因为其磁极与自转轴有必然的偏离角度,是以壮大的电磁脉冲就像扭转的灯塔一样,不断地标的目的太空扫射,扫过地球,就被射电千里镜所捕获,就当作为被发现的脉冲星。

是以所谓脉冲星,就是中子星扫过太空的电磁脉冲旌旗灯号被人类捕获后的名称。

中子星在这样壮大的重力和压强等极端前提下,概况滑腻得连一个尘埃突起都没有,怎么会有中子星物质脱落呢?

  • 中子简并态物质离开中子星后的转变

迄今为止,比力确定的只有一种方式可以或许让中子简并态物质离开中子星,这就是中子星与中子星相撞。至于中子星经由过程吸积质量达到上限,会不会发生爆炸,将中子简并态物质抛离中子星,迄今还没有这方面的不雅测数据和研究数据。

2017年8月17日,科学家们发现距离我们1.3亿光年的两颗中子星相撞激发的引力波,并不雅测到了壮大的伽马射线暴。经由过程科学建模,科学家们认为这个编号为GW170817的引力波事务,两颗中子星撞下的碎块,形当作了了一些氢氦等轻元素,以及金银铜铁钨镍铅等重金属元素物质,此中的黄金就有300个地球质量之多。

不要觉得300个地球质量很大,对于中子星的损掉来说很小。中子星的质量下限为1.44倍太阳质量,而地球质量只有太阳的33万分之一,两颗中子星相撞撞下了300个地球质量,也不外它们质量总和的数千分之一罢了。

可见,中子简并态物质一离开中子星,掉去了壮大引力压的束厄局促,就会酿成常态物质。但它们不是一离开就俄然酿成的,而是有一个过程。首先,被撞击离开的中子简并态物质,一分开中子星引力压力的束厄局促,就会急剧膨胀,膨胀体积达到原先的数千到上万倍,这种膨胀当然会陪伴着爆炸,这是第一次爆炸。

第一次爆炸后,此时的物质还不是常态物质,只是当作团的中子调集群,依然是中子态。

此时它们内部正发生着贝塔衰变。这个过程大要需要15分钟。当这个过程完当作后,会发生更大的膨胀,也就是加倍狠恶的爆炸,在爆炸中物质恢复到常态,形当作了由中性原子构成,各类地球上存在的物质了。

一般认为,地球上的黄金等珍贵金属,本家儿要就是来自宇宙这种事务。这些珍贵金属飘零在宇宙中,在地球形当作时凝集进入地球深处,或以陨石雨轰击体例进入到地壳中。到了今天,这些漂浮在太空的贵金属,还会以流星陨石的体例失落落到地球上。

  • 是以,中子星物质不成能来到地球大气层

说到这里,大要大师应该已经大白了,中子星物质为啥不成能进入地球大气层了吧?此刻发现,距离我们比来的中子星,也稀有百到上千光年,中子星物质离开中子星的前提只有中子星相撞,撞出的碎块15分钟就会衰酿成正常物质,是以地球上空怎么可能会有那种极高密度的中子简并态物质惠临呢?

既然没有,必然要说进入大气层会怎么样,那就没几多意思了。但有些人硬要对峙穷追不舍,那么我就幻想一下,真有那么一汤匙中子星物质在大气层衰变,会是个什么后果呢?

那必定就不是烧不烧得完中子星物质,而是会不会把地球烧完的问题了。

我们假定这块中子简并态物质为1立方厘米,一般来说,中子星物质发生衰变转化为物质,会发生质量吃亏,这个吃亏和核裂变差不多,约为0.1%。若这个中子星物质密度在10亿吨/cm^3,衰变转化为常态物质的过程吃亏质量则约100万吨。

吃亏的物质会转化为能量释放出来,按照爱因斯坦质能方程E=MC^2来计较,这个能量约为9*10^25J(焦耳),半斤八两2.15亿亿吨TNT火药的爆炸威力(每吨火药能量约为4184000000J),也就是约16500亿颗广岛原枪弹(每颗约13000吨TNT当量)同时爆炸的威力。

宿世界列国此刻拥有的核弹头加起来总当量也就约100亿吨TNT当量,这1立方厘米中子星物质释放出来的能量半斤八两人类拥有全数核弹总量的2亿多倍,或半斤八两于215颗6500万年前撞击地球,导致恐龙灭尽小行星的撞击威力,这样的爆炸,菌类生怕都被炸没了,就别说人类了。

对我这个回覆,列位对劲吗?接待会商,感激阅读。

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