國家地理頻道的高分紀錄片《撤離地球》講述了一個中子星闖入太陽系,人類在最短的時間內(nèi)制造宇宙飛船逃離地球的故事,當然這是一整顆中子星,假如一個中子星碎塊闖入太陽系,后果會怎么樣呢? 撤離地球劇照 中子星是一種什么物質(zhì)? 簡單的說中子星就是恒星發(fā)展的其中一個結(jié)局,恒星發(fā)展一般會有三個結(jié)局,白矮星、中子星和黑洞,為什么會有不同的結(jié)局是因為誕生這些天體的恒星質(zhì)量不一樣。 恒星的幾個結(jié)局 白矮星 一般在7-10倍太陽質(zhì)量內(nèi)的恒星,未來的發(fā)展就是白矮星,這些白矮星也有一些不一樣,比如太陽質(zhì)量一半的恒星就屬于靜悄悄的那種,但它會因為質(zhì)量比較小,燃燒緩慢而獲得上萬億年的壽命,但最終燃料燒完,內(nèi)核失去輻射壓支撐,引力突破電子簡并力,內(nèi)核誕生為白矮星! 稍大一點則會有一個氦閃過程,比如在2.5倍質(zhì)量以內(nèi),這種類型恒星會燒到氦,但會在核心堆積,等到質(zhì)量足夠多,溫度足夠高時,氦會突然劇變,形成氦閃,而內(nèi)核高溫也會使氫燃燒更劇烈,形成紅巨星,但最后燒完形成白矮星 典型的白矮星,比地球略小,但卻有太陽的質(zhì)量 更大一點質(zhì)量的恒星則不會經(jīng)歷氦閃,在紅巨星后變成白矮星。 中子星 一般大于10倍小于30倍質(zhì)量的恒星,未來的發(fā)展就是中子星,它的過程和白矮星形成不一樣,由于這個質(zhì)量的恒星質(zhì)量很大,內(nèi)核的高溫會一直燒到鐵核,到這個時候恒星內(nèi)核突然不再產(chǎn)生熱量,外殼會在引力作用下坍縮,內(nèi)核,外殼會在光速40%的速度下撞擊,引爆超新星爆發(fā)! 內(nèi)核則由于壓力過大,電子簡并力也無法抵擋引力的壓縮,電子被壓入質(zhì)子,變成中子,所以中子星一種以中子狀態(tài)存在的天體,約束它的是巨大質(zhì)量產(chǎn)生的引力。 比較好玩的是中子星和白矮星一起,兩者都是質(zhì)量越大,體積越小,因為更大的質(zhì)量更能壓縮它們自身! 黑洞 當內(nèi)核的質(zhì)量超過奧本海默極限時,那么內(nèi)核坍縮可能剎不住車,直接坍縮向無限小的黑洞了,當然這個過程會伴隨超新星爆發(fā),但也有極大質(zhì)量的恒星會經(jīng)歷光致蛻變直接坍縮成黑洞! 中子星碎塊闖入太陽系,后果會怎么樣?上文中我們知道,中子星是在強大的引力下形成,所以它的碎塊當然也是中子星物質(zhì)了,如果它闖入太陽系結(jié)果怎樣呢?會將整個太陽系拉過去嗎繞著它公轉(zhuǎn)嗎?
這塊螞蟻大小的中子星物質(zhì)算它多大呢?最大的螞蟻長達3.7厘米,這體積也不好算,就算它一立方厘米吧,比較省事,各位不要吐槽哈!按中子星的密度大約在8^14~10^15克之間計算,這個塊物質(zhì)質(zhì)量最小也8億噸! 盡管看起來比較重,但也不過一顆小行星的質(zhì)量,它在太陽系內(nèi)根本就成不了氣候!所以它的質(zhì)量我們無需考慮!但更可怕的事情在后頭!
能約束中子星物質(zhì)的只有強大的引力,因此脫離了中子星引力的物質(zhì),它會處在一種非??膳碌呐R界狀態(tài),因為自由中子的平均壽命約為15分鐘,衰變時會釋放出一個電子和一個反中微子,這個衰變過程釋放的衰變能為: 0.782343 MeV 中子的質(zhì)量為:939.5654133(58) MeV 大約產(chǎn)生0.08%的質(zhì)量損失 所這個螞蟻大小的中子星物質(zhì)大約在15分鐘后就變成其他物質(zhì),它的變化絕對令人驚喜,因為這塊物質(zhì)變成貴金屬的概率極高,各位可能聽過中子星合并產(chǎn)生數(shù)個地球質(zhì)量大小的黃金,而事實上真的會發(fā)生! 除了在衰變過程中變成各種貴金屬,當然包括黃金一起,但同時會有0.08%的質(zhì)量損失,那么8億噸中大約有64萬噸的質(zhì)量消失轉(zhuǎn)換為能量了!這個規(guī)模是多大呢?廣島原子彈只有一克的質(zhì)量損失,能量是2萬噸TNT當量! 所以這個天文數(shù)字般的能量大約會在15分鐘內(nèi)釋放,因此各位就得祈求這顆碎塊是從哪里進太陽系了,如果是柯伊伯帶,那么在那個方向出現(xiàn)一次能觀測到的強烈閃光! 如果透過超空間直接到達地球附近,那么地球就危險了,因為它的衰變伴隨著巨大的能量釋放,當然主要以高能射線和光輻射表現(xiàn),地球朝著它出現(xiàn)的一方就遭殃了! 如果它直接出現(xiàn)在地球上的話就慘了,因為地球根本經(jīng)不起一次64萬噸質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量,這回直接將地球炸裂,當然它還不至于將地球徹底摧毀,但人類已經(jīng)消失不見了! 不過最有可能的是,這個碎塊根本就到不了地球,因為沒有所謂的超空間,不會突然出現(xiàn),那么它在離開母星中子星的時候起,15分鐘內(nèi)就煙消云散了! |
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