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假如地球人类掌握了超光速技术,驾驶着飞船在银河系中穿越时,除了要躲避连光线都吞噬的隐型黑洞外,见到中子星也一定要远远地躲开,因为中子星引力也大得惊人,远超太阳,以防飞船被吸了进去。
的确,中子星是浩瀚宇宙中除黑洞外密度最大的天体,引力当然也是十分强大,我们银河系中到处都是中子星,数量多得惊人,过去4年,我国天眼共检测到883颗脉冲星,脉冲星就是中子星,这还只是银河系的冰山一角。
那么中子星密度究竟有多大?如果我们地球变得跟中子星一样致密!体积究竟有多大?它的尺寸大小你可能绝对想不到。
我们知道世界上一切物质都由原子组成,原子由原子核和核外带负电的电子组成,原子核又由质子和中子组成,电子围绕着原子核旋转,原子核质量虽占99.96%的质量,但体积却只占总体积的几千亿分之一。
但原子核内部能量极大,科学家称之为“强力”,“强力”是电磁力的137倍,将所有的质子和中子牢牢地束缚在一起,不仅如此,还将以接近光速运行的电子牢牢地束缚在一起。
在正常情况下,原子本身不带电,但原子核中质子带正电,中子不带电,核外电子带负电荷,这导致原子的中子与电子数量相等。
在微观世界里,原子类似太阳系,内部极其空旷,原子核是太阳,使用强大引力将所有天体锁定在日光层内,包括八大行星、彗星、矮行星和小行星,由此可见,看似极其致密的原子内部空间极大,有很大的压缩空间。
中子星是恒星能量耗尽引发超新星爆炸后的产物,恒星体积遭遇剧烈压缩,原子遭到破坏,“强力”也顶不住了,核外电子被强行压入原子核中与质子合并转化成中子,形成了致密的中子星。
恒星演化到末期根据其自身质量变成三类天体,白矮星、中子星和黑洞,我们的太阳是恒星,已经燃烧了46亿年,还能再燃烧50亿年,50亿年后能量耗尽变成那类天体呢?
太阳是太阳系中最大的天体,质量约为2×10^30千克,占太阳系总质量的98.86%,质量约是地球的330000倍,太阳看似很大,但跟银河系中的万千恒星相比,其实就是一颗较小的恒星。
由于太阳质量较小,能量耗尽后先形成星壳和星核,接着星核向内坍缩变成白矮星,只有恒星质量是太阳质量1.44倍以上才能变成致密的中子星,中子星质量虽然远远超过太阳,但是体积却非常小,其直径只有十余公里,只相当于地球上的一座超级大山。
中子星是宇宙中除黑洞外密度最大的星体,密度达到了8^14~10^15克/立方厘米,是水密度的100万亿倍,也就是说一立方厘米的中子星质量为10亿吨。
若我们地球密度变得跟中心星一样致密,那么体积是多大呢?有人说地球变得只有足球那么大,有人说只有乒乓球那么大,到底多大呢?其实我们直接可以计算出来。
地球质量约为5.965×10^24千克,这是经过科学家计算出来的结果,而中子星密度约为每立方厘米10^15克,根据公式:m=ρv,m为质量,ρ为密度,v为体积,经计算得出地球体积为5.965×10^9立方厘米。
地球是一个球体,我们可以根据球体的体积公式V= 4 3πr^3来计算出地球变得跟中子星一样致密时的半径。
r=(3V / 4π)^(1/3)=((3*5.965×10^9)/4*3.14159)^(1/3)=1125.055厘米,地球直径D等于2250.110厘米,也就是说地球变得像中子星一样致密,那么直径变得只有2250.110厘米,约等于22米,实际比足球可要大得多。
但是我们的地球不可能变得像中子星那样致密,这只是一种假设,目的是为了证明中子星的密度有多大。 |
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