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挖一勺中子星物质放在地球上,会发生什么?人类根本无法承受

类别:社会 发布时间:2024-05-30 10:12:00 来源:魅力科学君

在已知的中子星中,离我们最近的是位于南冕座的“RX J1856.5-3754”,而它与我们的距离大约为400光年,很明显,想要跨越如此遥远的距离,我们根本就做不到,就更不用说在中子星上挖掘了。

挖一勺中子星物质放在地球上,会发生什么?人类根本无法承受

当然了,在我们想象中,这些都不是问题,下面我们就来讨论一下,如果挖一勺中子星物质放在地球上,会发生什么。

首先我们需要确定一下,这一勺中子星物质的质量有多大。作为已知宇宙中密度仅次于黑洞的天体,中子星的密度可以说是高得离谱,根据科学家的测算,中子星的质量通常介于太阳质量的1.35至2.1倍之间,而其半径则只有10至20公里,密度在每立方厘米8乘以10的13次克至2乘以10的15次方克之间。

为方便讨论,我们不妨将中子星物质的密度取值每立方厘米10的14次方克,再将其体积取值为10立方厘米,所以这一勺中子星物质的质量就有10的15次方克,也就是1万亿千克。

挖一勺中子星物质放在地球上,会发生什么?人类根本无法承受

显而易见的是,将这一勺体积只有10立方厘米,质量却高达1万亿千克的中子星物质放在地球上,其产生的压强是没有任何物质可以承受的。那么,这些中子星物质会不会“咻”的一声直接坠入地心呢?答案是否定的。

中子星物质的超高密度,其实是由中子星上的极端重力环境维持的,而中子星的表面重力甚至连原子都会被压碎,与之相比,地球表面的重力根本不值一提,所以在地球上,这一勺中子星物质就会因为脱离了束缚而急剧膨胀,进而在地球表面引发一场规模不小的爆炸,不过这只是“开胃菜”而已。

在急剧膨胀之后,这一勺中子星物质就成了一大堆的自由中子,而自由中子是不稳定的,它们会发生衰变,其半衰期只有大约611秒,也就是说,在611秒之后,这些中子就会有一半发生了衰变,再过611秒,剩余的中子又有一半发生了衰变,如此反复,一直到变无可变。

挖一勺中子星物质放在地球上,会发生什么?人类根本无法承受

中子的衰变方式属于β衰变,在此过程中,中子会转变成质子,同时释放出一个电子和一个反电子中微子。

已知中子和质子的质量分别为1.6745乘以10的负27次方千克、1.6726乘以10的负27次方千克,电子的质量则只有9.10956乘以10的负31次方千克,而反电子中微子的质量比电子还要小得多,以至于可以忽略不计,简单计算一下可知,中子在衰变了之后,其质量会损失大约0.15%。

也就是说,1万亿千克的中子在完全衰变后,会损失大约15亿千克的质量,不过这些中子并不会完全衰变,因为在衰变过程中,自由中子会与质子和电子结合成大量的中性原子,如氘、氦等,为方便计算,这里我们可以将损失的质量减半,也就是7.5亿千克。

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那么,这些损失的质量哪里去了呢?爱因斯坦告诉我们,它们会以能量的形式被释放出来。根据爱因斯坦提出的质能方程“E = mc^2”可以计算出,7.5亿千克对应的能量大约为6.75乘以10的25次方焦耳。这是什么概念呢?

我们知道,在大约6600万年前,有一颗巨大的小行星撞击了地球,随后在地球上造成了“白垩纪-古近纪灭绝事件”,而地球上的一代“霸主”——恐龙,正是在此次事件中黯然退出地球历史的舞台。

根据科学家的估算,在这颗小行星撞击地球的过程中,其释放出的能量大约为3.4乘以10的23次方焦耳,也就是说,这一勺中子星物质释放出的能量,大概就是200颗这样的小行星撞击地球释放出的总能量。

可以看到,挖一勺中子星物质放在地球上,其产生的后果将会很可怕,以至于人类根本就无法承受。当然了,这样的事情只可能存在于我们的想象之中,而在现实世界里,即使我们想去中子星,也不可能做到,所以大家看看就成,不过当真。

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