糖块大的中子星物质拿到地球上会怎样?一刻钟后,地球将面目全非

故事贩卖机 2017-12-01

中子星是宇宙中的常见恒星,迄今为止人类已经发现了数千颗,它是较大质量恒星的主序星阶段结束后,通过超新星爆发形成的,其上的物质非常致密,密度大致为每立方厘米在8千万到20亿吨之间。那么如果拿一个糖块大小的中子星物质来到地球上,会发生什么样的事情呢?

要回答题目中的问题,首先必须说清楚这样一点,就是想把中子星上的物质拿出中子星基本是不可能的,因为只有质量达到太阳1.44倍的恒星,才能在主序星阶段结束时依靠强大的引力把自己压成中子星,失去这样的引力,中子星物质将无法以中子简并态存在,也就是说,中子星物质如果离开中子星本身的话,将无法像在中子星上那样的状态存在。

不过这个问题本身就是假设的,我们就来假设一下吧,糖块儿的大小在1-4立方厘米之间,但因为它是中子星物质,其质量将在3-80亿吨之间,我们就说它有10亿吨质量吧!那么看上去像糖块这么大点的中子星物质来到地球上会发生什么样的景象呢?常见的说法是由于它巨大的质量,它会受地球引力影响迅速砸向地心,大气层中的空气根本奈何不了它,它会迅速穿过地心跑到地球的另一面,当速度降为零之后又会再跑过来,就这样来回在跑,随着地球的自转,它甚至会把地球切一道缝隙,最后停留在地球的中心。

其实这个说法是不正确的,因为这仅仅考虑了中子星的质量和地球引力的关系,却忽视了中子星物质本身具有的物理特质。其实中子星物质之所以能保持中子简并态,是因为它处于极高的压力环境之下,想一想质量比地球大了33万倍的太阳,其内部的中心压力都无法使之成为中子星,地球这样的环境更无法保持它的状态了,所以如果糖块大小的中子星物质来到地球这样的压力环境里之后,它会因为失去原先在中子星上的压力状态而迅速发生变化,中子简并态会迅速瓦解,体积立即就会开始膨胀,并且是爆炸性的膨胀,要知道它可是相当于地球上10亿吨的物质呀,膨胀成气态的话该是多大的规模?想想10亿吨氢气会有多大就知道了,所以其威力不下于爆了一颗巨型核弹!

但是这并不算完,而只是为之后的高潮拉开了序幕,因为在大约15分钟后,它又会发生中子分解,这个层面爆炸就更厉害了,即便是目前全世界所有的核弹加起来引爆,其能量也难及它的万分之一。

为什么这么说呢?看看中子星为什么叫中子星就知道了,因为中子星物质靠着强大压力把质子和电子压到一起形成了中子,把原子中的广阔空间(原子核和电子占原子体积的份额非常小)挤掉了,并且它还维持着中子和质子数量的平衡。

而一旦脱离中子星的压力环境,游离态的中子就会开始变化,因为没有处于原子核里的中子是不稳定的,它会发生贝塔衰变转变成质子,电子,和中微子,其最常见的现象是形成一个氢原子,其过程时间大约就是15分钟。在中子贝塔衰变这一过程中,将会释放出能量,大量这样的中子将会发生核爆现象。

那么这个糖块儿大小的中子星物质在地球这样的环境中发生中子贝塔衰变的话,能产生多大核爆能量呢?物理学家们计算发现中子的质量比衰变分解后形成的氢原子的质量大了约 0.0008的比例,而10亿吨中子星物质发生衰变时将会有80万吨物质变成能量,根据爱因斯坦的质能转换关系式E=mc^2计算,会发现这太可怕了。

要知道我们燃烧一吨煤所释放的全部热能释放,只相当于0.028毫克物质转化成能量,1克物质全部转化成能量,约为90万亿焦耳的能量,相当于2500万度电能,或两万吨TNT爆炸当量,或者一颗在广岛爆炸的原子弹的核爆能量。而80万吨物质转化成的能量,将相当于8000亿颗广岛原子弹的爆炸当量,这么巨大的能量释放,地球上的所有生物基本都会被毁灭,虽然还无法摧毁整个地球,把地球打出轨道还是很轻松的。

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