中子星到底有多可怕?一立方厘米重20億噸,人掉到上面會怎麼樣?

星空承載夢想 發佈 2024-03-27T06:26:27.176379+00:00

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現代科學認為,我們的地球誕生於46億年前,在50億年前,太陽系一片混亂,太陽誕生以後吸收了周圍大量的物質,所以太陽的質量占到了太陽系總質量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物質占到了太陽系總質量的百分之0.14,從占比上我們就能夠看出,太陽的質量非常大,在太陽的八大行星當中,地球是唯一一顆誕生了生命的行星,科學家認為,地球能夠誕生生命,和地球的環境有很大的關係,地球擁有強大的磁場、厚厚的大氣層、充足的空氣和豐富的水資源,這些條件讓地球能夠擁有生命,人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以後就開始不斷的探索世界的奧秘,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度很快。

根據科學家的研究我們能夠知道,太陽是一顆恆星,從太陽誕生以後就開始源源不斷的釋放熱量,到現在為止,太陽已經燃燒了50億年的時間,目前太陽的壽命還剩下50億年左右,在宇宙中除了恆星、行星、彗星之外,還有很多其他的天體,比如說白矮星、中子星、黑洞等等,行星和恆星是我們比較常見的天體,而中子星、黑洞這些天體在宇宙中非常神秘,比如說中子星,就是以中子作為基本物質組成的天體,它最大的特點就是密度非常高,因此它成為了宇宙中非常特殊的存在,那麼中子星到底是如何形成的呢?根據科學家的研究得出,在恆星生命的末期,恆星外部結構會急劇膨脹,並最終消失在宇宙中。

而內部會在引力的作用下坍塌,最終變得非常緻密,白矮星作為一種極為緻密的天體,它的物質密度可以達到每立方厘米10噸左右,周圍的物質會因為白矮星強大的引力而被吸附,這個時候白矮星的質量也會增加,隨著白矮星的質量增加, 壓力進一步增大,當白矮星的質量達到太陽質量的1.44倍的時候,電子簡併壓也無法再和引力壓力相抗衡,原子核被壓碎了,游離的電子進入原子核中,與質子結合形成中子,好在中子之間也存在著相互的斥力,憑藉這種斥力,物質結構終於穩定住了,而這種物質就被稱為是中子簡併態物質,這種物質所構成的天體就被稱為是中子星。

中子星通常都很小,半徑只有20公里左右,但是它的質量卻是太陽質量的1.4倍以上,除此之外,中子星還能夠通過大質量恆星發生超新星爆炸後形成,科學家一般稱它為死亡後的恆星殘骸,一般只有8到30倍的太陽質量才能夠形成中子星,雖然中子星的體積很小,但是它的物質密度非常大,每立方厘米的物質在8000萬到20億噸之間,在星體的周圍能夠產生非常強大的引力場,如果中子星附近有一個伴星的話,而這顆伴星又是一顆恆星,那麼只要兩者之間的距離足夠近,中子星就會不斷的從伴星上吸收氣體物質,而恆星外圍的氣體物質基本上都是氫氣,所以中子星能夠源源不斷的從恆星上面吸收氫氣來增加自己的質量。

經常在這一刻,中子星的表面會有核聚變現象發生,因為中子星的引力實在是太大了,它可以將氣體物質以極快的速度吸引過來,大量的氫元素撞擊到中子星表面,難以承受極快的速度和那裡的高溫高壓,就會發生核聚變現象,所以我們能夠看到中子星表面的核聚變發生,一般來說,質量小的恆星死亡以後會變成白矮星,質量中等的恆星死亡以後會變成中子星,超大質量的恆星死亡以後會變成黑洞,科學家通過研究表明,中子星內部可能有一層奇異的夸克物質,中子星之所以被稱為是中子星,是因為它們的引力破壞了原子的結構。

雖然中子星的內部非常熱,但是密度太高,中子海變成了超流體,當接近絕對零度的時候,它的行為和液氦類似,絕對零度被稱為是宇宙中最低的溫度,目前科學家還沒有在宇宙中發現絕對零度的區域,絕對零度是零下273.15攝氏度,為什麼宇宙中不存在絕對零度呢?根據科學家的研究我們能夠知道,溫度的本質其實就是粒子運動速度的快慢,當粒子的運動速度越快時,那麼產生的溫度就會越高,當粒子運動的速度越慢時,所產生的溫度就越低,當粒子靜止不動時,就達到了絕對零度,不過根據愛因斯坦的理論,任何物質都在做相對運動,所以宇宙中不存在絕對靜止的物質。

比如說我們站在馬路上,看到一輛飛馳的汽車,這時候我們認為汽車在向前行駛,而我們是靜止不動的,但是汽車裡面的人看到我們是向後倒退,其實任何事物都在做相對運動,宇宙中的天體也是一樣的,月球圍繞地球轉動,地球圍繞太陽轉動,太陽圍繞銀河系中心轉動,銀河系中心圍繞更大的星系轉動,可以說整個宇宙都在運動當中,既然宇宙中不存在絕對靜止的物質,所以絕對零度就不可能存在,如果宇宙中出現絕對零度,那麼就意味著宇宙中所有的物質都靜止了,這個時候宇宙就死亡了,目前宇宙中最冷的區域接近於絕對零度。

這個時候中子星內部的流體會產生巨大的磁場,把這些恆星變成磁星和脈衝星,由於我們無法直接觀測到中子星的內部,所以我們對它們的理解取決於我們對它的狀態方程的理解,中子是由三個夸克、兩個下夸克和一個上夸克組成的,上下夸克只是六種已知夸克中的兩種,在我們的生活中,中子都能夠被當做一個簡單的粒子來處理,但是在中子星的內部,緊密的中子能夠融化成 夸克流體,當上下夸克在高能下碰撞時,它們可能會產生其它的夸克,比如說奇異夸克,或者魅力夸克等等。如果一個人掉進中子星當中,那麼他將面臨可怕的重力,這種重力能夠將他全部吸進去,在強大的引力作用下,他將會被融入中子星內部,成為中子星的一部分。

當一顆恆星的質量非常大時,它死亡以後就會變成黑洞,在中子星變成黑洞的一刻,通常也會伴隨著一場類似超新星爆發的現象,黑洞的兩極會爆發出強烈的伽瑪射線暴,這是光的最強能量模式,強大的破壞力能夠摧毀數十光年內的星球生態,但是在這種短暫的爆發之後,中子星就不存在了,因為它已經變成了一顆黑洞,黑洞在很早的時候就被科學家提出來了,最早提出黑洞的科學家是約翰.米歇爾,他認為如果一顆天體能夠和太陽一樣大的質量,而這個天體的直徑只有3000米,那麼這個天體的表面引力一定會非常巨大,後來在1796年的時候,法國科學家拉普拉斯曾經預言,如果一顆天體的質量是太陽質量的250倍。

而它的直徑和地球大小差不多,那麼這個天體的表面引力會非常大,連光都沒有辦法逃離它的引力,在1783年的時候,英國天文愛好者給科學家卡爾迪許寫了一封信,信中他認為宇宙中應該存在一種質量非常大的天體,連光都會被這種天體吞噬,當時科學家將這種天體稱為是暗星,後來在1916年的時候,著名的物理學家愛因斯坦利用公式計算出了黑洞,不過連愛因斯坦本人當時都不相信黑洞的存在,後來德國物理學家卡爾史瓦西給了黑洞一個精確的解釋,他認為當大量的物質集中在一點時,就會使周圍產生視界,一旦進入這個視界,所有的物質都會被黑洞吸引去,這個神秘的天體被稱為是黑洞。

黑洞是人類目前在宇宙中發現的引力最大的天體,它的引力要比中子星的引力還大,看到這裡,可能很多朋友會產生一個疑問,就是如果中子星和黑洞相遇,會發生什麼事情?根據《天體物理學雜誌快報》上的一項研究,科學家首次發現了黑洞和中子星碰撞,原本科學家認為中子星能夠和黑洞糾纏一段時間,但是沒有想到的是,中子星被黑洞一口吃掉了,這個事實證明了黑洞是宇宙中最強大的天體,根據科學家的觀測得出,這兩個天體的前身都是太陽質量8倍以上的恆星,我們的太陽屬於一顆小質量的恆星,通過這兩個霸主的碰撞,科學家發現了傳說中的引力波。

在2017年初的時候,一項轟動全世界的發現迅速在科學界傳開,這個重大的發現就是引力波,引力波的發現不僅僅證明了愛因斯坦100多年前的預言是對的,而且也讓科學家對宇宙有了新的認知,那麼什麼是引力波呢?簡單來說就是在一個湖面上,有一艘船,如果這艘船一動不動,那麼湖面就是靜止的,當這艘船運動後,湖面就會出現一點點漣漪,按照愛因斯坦的理論,宇宙空間也有類似的效應,雖然我們的宇宙空間有三個維度,但是我們可以降到二維來理解,在宇宙中存在無數個天體,這些天體就類似於湖面上的船,當兩個天體發生碰撞的時候,就會產生宇宙的漣漪,這就是引力波。

科學家第一次發現引力波,就是通過一個質量為太陽36倍的黑洞和質量為太陽29倍黑洞撞擊、合併而產生的,同時,不僅黑洞可以產生引力波,比黑洞小一些的物質,比如說中子星、白矮星的合併也可能產生引力波,引力波是一種非常特殊的物質,它能夠穿越茫茫宇宙空間,一直傳送到地球,利用引力波我們能夠更好的了解遙遠的宇宙中到底發生了什麼事情,其實科學家發現引力波並不容易,畢竟引力波非常微弱,很難被檢測到,引力是四種基本力中最小的力,引力常量只有6.67*10^-11N,也就是兩個1公斤的物質質心距離1米時 的引力值。

簡單來說就是一公斤的物質質心距離1米時的引力值,引力的這種特點,導致小質量物質產生的引力波就很難探測出來,在上世紀70年代的時候,美國麻省大學泰勒教授和它的學生通過觀測雙中子星相互纏繞的現象,用愛因斯坦的理論精確的計算出了兩顆中子星的軌道變化,從而間接的證明了引力波的存在,引力波的發現讓科學家非常興奮,更是讓愛因斯坦在科學界的地位高了一個檔次,愛因斯坦是唯一一個能夠和牛頓媲美的物理學家,愛因斯坦的偉大不僅僅在於他發表了狹義相對論和廣義相對論,更重要的是,它預言了黑洞、引力波、蟲洞等等,目前黑洞和引力波已經被科學家證實。

現在人類探索宇宙基本上都是按照愛因斯坦的方向進行研究的,而且事實證明了愛因斯坦的預言都是對的,愛因斯坦的出現給人類探索宇宙指明了方向,如果沒有愛因斯坦,那麼人類科學可能要倒退幾百年,在浩瀚的宇宙中,除了黑洞、中子星、白矮星等等,一定還存在很多其它神秘的物質,目前科學家也在積極的研究當中,小編認為,人類最為地球上最有智慧的生命,人類能夠在短短几千年的時間內占到地球食物鏈的頂端,這說明人類科技發展的速度很快,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開宇宙中更多的奧秘,小編希望人類能夠早日實現自己的夢想,對此,大家有什麼想說的嗎?

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