假如把一勺中子星放在地球上会发生什么?会毁灭地球吗?
要回答这个问题,首先我们要知道中子星是如何产生的。
这要从恒星开始说起。
我们的太阳就是一颗恒星,太阳的年龄大约50亿岁。随着氢燃料的持续燃烧,终有一天太阳会因没有了氢燃料而逐渐停止核聚变,然后开始膨胀,最终急剧向内坍缩,成为一颗白矮星。
白矮星的最终命运是黑矮星,不过从白矮星演化到黑矮星需要极其漫长的瞬间,以至于宇宙中还没有演化出黑矮星。
白矮星密度很高,每立方厘米白矮星物质质量可达一吨左右。
而比太阳质量更大的恒星在死亡之后会演化成中子星和黑洞,而中子星的密度更大,每立方厘米可达到一亿吨以上。黑洞(奇点)的密度目前我们无法准确描述。
中子星如此高的密度,如果突然出现在地球附近,地球肯定会被中子星强大的引力撕碎,然后完全吞噬。
那么,一立方米的中子星物质放在地球上,同样会让地球毁灭吗?
其实不然。现实中我们不可能挖一勺中子星物质放到地球上,即使能放到地球上,也不会对地球有任何影响。
要明白为什么,需要弄清楚中子星的内部结构。
首先还要说我们的太阳。太阳质量巨大,占据整个太阳系质量的99.86%,绝对的统治力。
质量如此之大,也意味着太阳的引力巨大。巨大的引力会把太阳物质向着核心不断挤压。如果没有其他力量对抗向内的引力,太阳就会不断向内坍缩。
但事实上太阳已经稳定存在了50亿年,并没有向内坍缩,这说明有一种向外的力量与向内的引力保持平衡,只有这样太阳才能稳定燃烧。
而这种力量就是核聚变产生的力量。巨大的引力导致太阳核心温度压强急剧升高,也因此引发了核聚变。
但是随着氢燃料的一点点减少,核聚变终有一天会停止。到了那一天,太阳引力与核聚变产生的外推力之间的平衡就会彻底被打破,引力完全占据上风,太阳开始向内坍缩,最终形成致密的白矮星。
如果是质量更大的恒星,在死亡的过程中会产生更大的引力,引力强大到足以把电子压缩到原子核上面,与质子结合形成中子,变成了中子星。
根据泡利不相容原理,两个费米子(中子,电子等都是费米子)不能同时存在两个相同的量子态,说白了两个中子不能处于同一能级,这就意味着中子之间会产生强大的“中子简并压”,从而抵抗中子星强大的引力(电子之间也有“电子简并压”,白矮星的形成就是电子简并压对抗白矮星的引力)。而如果连“中子简并压”都不能抵抗中子星引力,中子星就会继续向内坍缩,就会形成黑洞。
由此我们可以看出,中子星(白矮星也是一样)的存在有一个基本前提,那就是超强的引力。没有超强引力,就不能与强大的中子简并压保持平衡。
而一立方厘米中子星虽然很重,质量达到一亿吨,但仍然远远不能抗衡中子简并压。所以,一立方厘米的中子星根本不会存在,会因为强大的中子简并压瞬间发生膨胀,成为普通物质。
既然变成普通物质了,也就不会对地球有任何影响了,更不会毁灭地球!