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如果挖出一勺中子星物质放在地上会发生什么?让人简直受不了

2024-03-05科学

已知的中子星中,离我们最近的一颗是位于南冕座的「RXJ1856.5-3754」,它距离我们约400光年,显然,如果我们想要跨越这么远的距离,我们根本做不到,更不用说挖掘中子星了。

当然,在我们的想象中,这些都不是问题。让我们来谈谈如果你挖出一勺中子星物质并将其放在地球上会发生什么。

首先我们需要计算出这一勺中子星材料有多少质量。作为已知宇宙中黑洞之后密度最大的物体,中子星的密度可以说高得离谱。据科学家计算,中子星的质量通常在太阳质量的1.35至2.1倍之间,半径只有10至20公里,密度从每立方厘米8×1013克到2倍不等。。10-15克每立方厘米。

为了方便讨论,我们可以取中子星物质的密度为1014克每立方厘米,然后取其体积为10立方厘米,那么这一汤匙中子星物质的质量为1015立方克,即1万亿公斤。

显然,如果把这一勺体积只有10立方厘米、质量达1万亿公斤的中子星物质放在地球上,它所产生的压力是任何物质都无法承受的。那么,这些中子星物质会不会发出「嗖」的一声直接落入地心呢?答案是否定的。

中子星极高的物质密度,实际上维持了中子星上的极端引力环境。中子星的表面引力甚至会压碎原子。与此相比,地球表面的重力根本不值一提。因此,在地球上,这一勺中子星物质会因为挣脱其束缚而迅速膨胀,引起地球表面大爆炸,但这只是「开胃菜」。

经过快速膨胀,这一勺中子星物质变成了大量的自由中子,而自由中子是不稳定的。它们会衰变,半衰期只有约611秒。这意味着611秒后,这些中子的一半将衰变,再过611秒后,剩余中子的一半将衰变,依此类推,直到没有变化。

中子衰变方式是β衰变。在此过程中,中子将转变为质子,同时释放出电子和反电子中微子。

已知中子和质子的质量分别为1.6745乘以10的负27千克次方和1.6726乘以10的负27千克次方。电子的质量仅为9.10956乘以10的负31千克次方,而反电子中微子的质量远小于电子的质量,可以忽略不计。简单计算表明,中子衰变后,其质量会损失约0.15%。

也就是说,1万亿公斤中子完全衰变后,会损失大约15亿公斤质量。然而,这些中子不会完全衰变,因为在衰变过程中自由中子将与质子相互作用。与电子结合形成大量氘、氦等中性原子,为了计算方便,我们可以将这里损失的质量减半,即7.5亿公斤。

那么所有这些失去的质量都去哪儿了呢?爱因斯坦告诉我们,它们会以能量的形式释放出来。根据爱因斯坦提出的质能方程「E=mc^2」,可以计算出7.5亿公斤对应的能量约为6.75乘以10的25焦耳次方。什么是概念?

我们知道,大约6600万年前,一颗巨大的小行星撞击地球,随后引发了地球的「白垩纪-古近纪大灭绝」,并引发了地球上的一代「大师」——正是在这次事件中,恐龙不幸地退出了地球历史舞台。

据科学家估计,这颗小行星撞击地球时释放的能量约为10焦耳的23次方的3.4倍。换句话说,这一勺中子星物质释放的能量大约是200颗此类小行星撞击地球释放的总能量。

看来,如果挖出一勺中子星物质放到地球上,后果将是可怕到让人根本无法承受的。当然,这样的事情只能存在于我们的想象中,但在现实世界中,即使你想去中子星,也是不可能的,所以只是看看,但要认真对待。