在我们的意识里,一立方厘米的中子星物质无非就是重一点,或者有很强的辐射伤害,放在地球表面应该没问题,但事实并没有这么简单,可不要小看了中子星,在怎么说它也是宇宙中除了黑洞外,密度最大、辐射最强的极端天体了。下面我们先说下中子星咋来的?
物质为什么会占据空间?
我们日常生活中,看到的各种各样的物体,你有没有想过它们为何能稳定地存在,或者说它们为啥都有体积,而且会占据一定的空间?相信我们一般都不会想到这样的问题,因为它们都太小了!
现在我们考虑下地球,地球质量大吧,也算得上有比较大的引力!那么从大气层、海洋、地壳、地幔到核心,压力会不断的上升,一个标准大气压有101.325kPa,地心压力更是达到了370吉帕,那么是哪种力再支撑着地球与引力对抗呢?答案是原子的简并压力。也就是我们常说的泡利不相容原理,同一量子系统中,量子态相同的费米子不会占据相同的空间。因此原子才会有存在不至于崩塌,物质才能占据空间,也就是说原子在依靠自身的结构力量在对抗着引力!那么这个力无限大吗?有没有可能引力大到将原子压碎呢?那就要看看宇宙中质量更大的天体了。
中子星是咋来的
要说质量大,无疑就是宇宙中的恒星了,像太阳这样的恒星虽然它占据太阳系99.86%的质量,体积能有地球的130万倍,但它确是气态的等离子体!那问题来了,气态质量那么大为何没有塌缩呢?是什么力量支撑着太阳?
太阳现在处在主序星阶段,意识就是目前聚变的过程是氢到氦的融合,这个过程会以光子或中微子的形式释放大量的能量,(中微子这家伙比较狡猾这里就不提了),光子在核心产生后要到达太阳表面,会经历无数次的膨胀,这个过程中就会产生很强的辐射压力,正是这个力对抗着万有引力,整个恒星才能平衡、稳定的进行核聚变。
当核心耗尽燃料停止核聚变以后,接下来发生的事大家估计都清楚,核心会在引力的作用下坍缩,像太阳这样的恒星由于质量小,引力不足以压碎原子,就会形成一颗白矮星,如果一颗恒星是太阳质量的八倍以上,强大的引力会克服电子之间的简并压力,将原子压碎,使电子进入原子核形成中子,整个恒星恒星会变成一颗中子星。
中子星一般有1.4倍的太阳质量,但其半径只有10~30公里,密度为每立方厘米8^14~10^15克,相当于每立方厘米重1亿吨以上,是水的密度的一百万亿倍。
也就是说,你把足量的水一直压缩,也能压成中子星,因为在水的基本层面上也是质子、中子、电子这样的亚原子粒子组成的。记住水也可以!
现在我们就来说下,真把一立方厘米的中子星物质放在地球上会发生什么?
如果我们把水压缩成中子星的物质,然后取夺一立方厘米(多少不重要),那么水的状态将会改变。压力的突然释放,水肯定不再是1立方厘米的状态了,它可能会瞬间爆炸成300公里的气体云。
所以我们担心的不是它有多重,会不会压坏地球!而是立方体将在到达地球后约30皮秒内爆炸。
中子星物质的引力结合能约为立方体质量的18.7%。中子星物质立方体质量大约是1000亿公斤。所以用E=mc^2计算出的引力结合能是9×10^27焦耳或2×10^12兆吨TNT当量。相比之下,导致恐龙灭绝的小行星撞击约为1×10^8兆吨,小近2万倍。但是,中子星立方体释放的能量比月球形成时的撞击能量要小得多,月球形成时的撞击约为10^17兆吨。
这就说明,立方体的爆炸不会直接毁灭地球,爆炸将会产生大量的基本粒子,哪种基本粒子取决于你挖了哪一部分的中子星(中子星的组成也不尽相同),但是什么粒子爆炸并不重要,因为不管哪种粒子都会带来超强的辐射伤害。爆炸会在原地造成一个1800公里宽、400公里深的大坑。并且喷出大量的带有辐射的微尘,并且散布到全球各地,有些会进入轨道,撞击月球,甚至逃逸到太阳的轨道上。全球各地爆发漫天尘埃将带来一个漫长而致命的冬季。
地球上没有任何地方能否幸免于于此。大多数宏观生命将会消失。一些多细胞生物可能会在深深的洞穴或海沟中生存。要过几千万年或几亿年后,才会恢复一些正常的生态。所以还是让中子星的物质待在中子星上,不要想着带到地球上!