挖一勺中子星帶回地球?從實(shí)際情況來看,,這種事情我們?nèi)祟惪赊k不到,。一方面來講,中子星距離我們太遠(yuǎn)了,,已知距離我們最近的中子星,,是位于南冕座的“RX J1856.5-3754”,,它與地球的距離大約有400光年,,而以我們?nèi)祟惖目萍妓剑词故?光年,,都屬于是可望而不可即的距離,。 另一方面來講,中子星的密度實(shí)在是太高了,,已知的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,,中子星的質(zhì)量比太陽還要大(通常在1.35倍至2.1倍之間),但它們的半徑卻只有10至20公里,,以至于中子星上的物質(zhì),,1立方厘米就可重達(dá)10億噸。 中子星物質(zhì)的密度之所以如此之高,,其實(shí)是因?yàn)樗鼈兲幱凇爸凶雍?jiǎn)并態(tài)”,,這種狀態(tài)簡(jiǎn)單來講就是,大量的中子緊緊地被擠壓在一起,,彼此之間不留縫隙,。 顯而易見的是,這種狀態(tài)是需要極為強(qiáng)大的力量來維持的,,在中子星上,,這種力量就是中子星自身的重力。 中子星的重力有多大呢,?這樣說吧,,假設(shè)一個(gè)體重70千克的人站在一顆質(zhì)量為太陽1.5倍,、半徑15公里的中子星表面,那他所承受的重力,,就大概相當(dāng)于他在地球上的時(shí)候,,有925座胡夫金字塔壓在他身上。 所以想要挖一勺中子星,,并將其完好無損地帶回地球,,首先就需要克服中子星的強(qiáng)大重力,然后還需要用某種力場(chǎng)維持其“中子簡(jiǎn)并態(tài)”,,對(duì)于我們?nèi)祟悂碇v,,這同樣是無法做到的事情。 當(dāng)然了,,在我們的想象中,,這些困難都是可以克服的,現(xiàn)在我們就來假設(shè)一下,,如果我們真的挖了一勺中子星并將其帶回了地球,,結(jié)果會(huì)怎么樣。 正如前文所言,,將中子星物質(zhì)完好無損地帶回地球,,需要用高科技手段對(duì)其進(jìn)行維持,所以如果我們沒有解除這些技術(shù)手段,,那這勺中子星在帶回地球后,,也不會(huì)出現(xiàn)什么變化,但假如我們解除了這些技術(shù)手段,,將其直接放置在地球表面的自然環(huán)境之中,,那情況就會(huì)變得很糟糕。 或許你會(huì)認(rèn)為,,以中子星物質(zhì)的超高密度,,地球上沒有任何自然物質(zhì)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行支撐,因此這勺中子星物質(zhì)就會(huì)直接墜入地心,,但從理論上來講,,這樣的事情并不會(huì)發(fā)生。 因?yàn)榕c中子星的重力相比,,地球的重力小得根本不值一提,,所以在地球表面的自然環(huán)境之中,這勺中子星物質(zhì)就會(huì)急劇膨脹,,一直到脫離“中子簡(jiǎn)并態(tài)”,,從而形成一片巨大的“中子云”,這一過程極為迅速,且會(huì)釋放出大量的動(dòng)能,,完全稱得上是一場(chǎng)猛烈的爆炸,。 然而與接下來發(fā)生的事情相比,這場(chǎng)爆炸根本就不算什么,。 在脫離了“中子簡(jiǎn)并態(tài)”之后,,這勺中子星物質(zhì)就轉(zhuǎn)變成了大量的自由中子,然而自由中子并不會(huì)穩(wěn)定地存在,,它們自發(fā)地會(huì)發(fā)生β衰變,,其半衰期只有大約10分鐘,在此過程中,,自由中子會(huì)釋放出一個(gè)電子和一個(gè)反電子中微子,,其自身則會(huì)衰變成質(zhì)子。 已知的測(cè)量數(shù)據(jù)表明,,中子質(zhì)量約為1.6745 x 10^-27千克,,質(zhì)子質(zhì)量約為1.6726 x 10^-27千克,電子質(zhì)量約為9.10956 x 10^-31千克,,盡管反電子中微子的質(zhì)量目前還不清楚,,但可以肯定的是,其質(zhì)量非常非常小,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電子,。 據(jù)此可知,自由中子的β衰變,,會(huì)出現(xiàn)大約0.15%的質(zhì)量損失,,而這也就意味著,,這其實(shí)是一個(gè)放能的過程,,因?yàn)閻垡蛩固垢嬖V我們,這些損失的質(zhì)量其實(shí)是以能量的形式被釋放了出來,。 為方便計(jì)算,,我們不妨假設(shè)這勺中子星物質(zhì)的體積為10立方厘米,按1立方厘米重10億噸的密度,,其質(zhì)量就為100億噸,,所以簡(jiǎn)單計(jì)算一下可知,如果100億噸的自由中子全部發(fā)生了β衰變,,就會(huì)損失大約150萬噸的質(zhì)量,,不過考慮到在其衰變過程中,會(huì)有大量的自由中子與質(zhì)子和電子結(jié)合成氘,、氦等中性原子,,這里我們可以粗略將其損失的質(zhì)量減半,也就是75萬噸,。 根據(jù)質(zhì)能方程“E = mc^2”,,我們就可計(jì)算出,,這勺中子星物質(zhì)的衰變,將會(huì)釋放出大約6.75 x 10^25焦耳的能量,。 作為對(duì)比,,6600萬年前在地球上造成第五次生物大滅絕的小行星,其撞擊地球時(shí)釋放出的能量約為3.4 x 10^23焦耳,,也就是說,,這勺中子星物質(zhì)所釋放出的能量,大概是那顆小行星200倍,。 據(jù)此我們不難想象出,,如此巨大的能量釋放將會(huì)在地球上造成什么樣的后果。當(dāng)然了,,這樣的事情只存在于我們的想象之中,,所以大家看看就成,不必為此擔(dān)心,,畢竟就算我們想挖一勺中子星帶回地球,,也沒有那個(gè)能力。 |
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