如果把1立方厘米中子星物质放到地球上,会发生什么?

如果我们抛开一起技术的局限,就把这个当成是科幻来看待,那这个问题的答案应该是:什么也不会发生。当然,我相信有一些人脑海的画面应该是这下面这样的:

也可能是下面这样的:

不过,这两种情况应该都是直接把中子星或者黑洞拿过来,或者扔到地球上的情况,而不是只拿1立方厘米的中子星的情况。

中子星

要了解这个问题,我们就得先来看看中子星到底是什么?

中子星是特别极端的天体,绝大多数的恒星并不会都成为中子星,只有质量在8倍太阳质量以上的恒星才有可能成为中子星。这里补充一句,具体是8倍,9倍还是10倍太阳质量其实说法也有很多,目前也还没有一个定论,我们可以就当成是超大质量的恒星。也就是下图中左上到右下对角线的带状中偏左上部分的恒星,它们一般都是发出蓝光的。

我们都知道恒星都是依靠核聚变反应的,如果把恒星看成是炉子,那燃烧的燃料就是原子核。这是因为恒星内部的温度特别高,物质没有办法维持住原子的结构,所以并不是常见的气液固三态,而是等离子态,这种状态下,恒星内部的原子核和电子都是到处跑的,不是结合成一个原子。

一开始所有进入主序星,都是先烧氢原子核,残留的炉渣是氦原子核,最小的红矮星基本上就烧到氢原子核。而像太阳可以在引力作用下,使内核继续升温,点燃氦核聚变,不过太阳也就停在了烧完氦的水平,氦烧完的炉渣是碳和氧。紧接着,还有一批恒星可以在引力作用下使内核继续升温,然后可以烧到碳和氧,炉渣就是氖、镁、硅、磷、硫等元素原子核。如果,我们仔细研究整个过程,就会发现,这些恒星其实是在炼“元素”,整个过程是伴随着原子序数更高的原子核的生成。

而这当中最猛的就是我们上文说到的超大质量恒星,他可以继续促发核聚变反应,整个反应可以一路达到生成铁原子核,铁元素是所有元素中比结合能最大的,促发它的反应所需的能量要比它发生核聚变反应生成的能量多,也就是说会出现入不敷出的情况。

而超大质量的恒星可以通过强大的引力,使得内核温度一度达到40亿度左右,然后高能的光子会穿入铁原子核的里面,把铁原子核击碎。这时候就会有大量的质子和中子被释放出来,质子遇到电子后会生成中子。但是由于引力实在太大,所以所有的物质都会在引力作用下快速地发生坍缩,这时候恒星的恒星就会变成一个中子,(当然也可能会成为一个黑洞),同时,会引发超新星爆炸。这其实就是中子星的由来。

1立方厘米自由的中子星不存在

从这里,我们不难发现,要成为一颗中子星有一个大前提,那就是引力超级大,中子星的物质是被引力紧紧地压在了一起。

假设技术可以做到,当我们要从中子星上取1立方厘米物质下来,这1立方厘米的物质由于自身质量因为小,以至于不没办法维持住自己的中子星的高密度状态,中子就会散开,成为自由的中子。而自由的中子的半衰期很短,一般来说10分钟11秒左右,就会发生衰变,平均寿命只有14分钟42秒左右。

因此,当我们取下这1立方厘米的中子星,它确实很重,可以达到好几亿吨的重量,但是可能还没有来得及放到地球上就发生衰变了。即使我们快速把它传递到地球上,因为已经没有巨大的引力束缚,它也早就不是什么中子星的一部分了。因此,它并不能对地球有什么影响。

如果换成中子星

当然,这里的核心问题在于东西变了,它已经不能代表中子星了。如果我们能够直接把一颗中子星拿到地球旁边,那一瞬间地球就会被中子星吃掉,在它的引力作用下,地球被压到中子星上面。而且不仅如此,它去到太阳系任何天体附近都会是这样的结果,包括太阳在内。所以,中子星其实是宇宙中仅次于黑洞的可怕的极端天体。