一汤匙中子星质量10亿吨,假如这一小块中子星碰撞地球进入大气层,会被烧完吗?

黄强


先说一下什么是中子星。

在大质量恒星核聚变到铁的时候,由于铁聚变反应释放的能量小于维持聚变反应消耗的能量。这时,辐射压就当不住万有引力的向恒星内部挤压的力量了。于是恒星物质向内部急剧收缩,在核心处撞在一起。这就是超新星爆发。

图:蟹状星云,这是一次在1054年发生超新星


爆发后的遗迹。宋史中有记录。在高峰时,白天都可见,夜晚成了初月亮最为明亮的星体。并持续两年肉眼可见。

超新星爆发后,会生成铁以后的物质,并将这些物质抛入太空之中。剩下的物质质量如果大于1.44倍太阳质量,小于3倍太阳质量,就会形成中子星。小于1.44倍太阳质量会成为白矮星,大于3倍太阳质量就会成为黑洞。

图:


脉冲星PSR B1509-58的辐射,一个快速旋转的中子星

中子星是由于物质在重力作用下将电子压入原子核中形成的(中子简并态)。打个不太恰当的比方:如果把整个太阳系比作一颗原子,行星就是电子,太阳就是原子核。如果形成中子星后的体积,将相当于将整个太阳系压缩到太阳这么大。可见中子星的密度有多么的大。一颗典型的中子星的质量约为1.35~2.1倍太阳质量,半径在10~20千米之间,而且是质量越大,体积就越小。

中子星的密度约为1立方厘米8千万~20亿吨之间。取个平均值10亿吨吧,一汤匙大约2立方厘米,共20亿吨。如果这么重且密度如此大的物质掉入地球(地球质量为6×10∧21吨,6万亿亿吨),就相当于一颗如发丝细的钢针直接击中一块泡沫。然后在地球重力作用下来回穿透地球,最终停留在地心处。由于其体积太小,对地球的影响不会太大。

以上都是假设,实际上是不会发生的。且不说如何从中子星上挖这么一块中子星物质,挖出来脱离中子星巨大的引力后,这块自由中子会很快就会衰变,并释放出巨大的能量。

图:中子星物质衰变比这威力大多了


讲科学堂


首先必须说,想把一汤匙中子星物质拿出中子星基本是不可能的,因为只有质量达到太阳1.44倍的恒星,才能依靠强大的引力把自己压成中子星,失去这样的引力,中子星物质将无法以中子简并态存在,也就是说,中子星物质将无法像在中子星上那样的状态存在。

那么既然问题都说是假设,我们就来假设一下吧。一汤匙的中子星物质大约2-5立方厘米,说它有10亿吨也基本靠谱,这么一点中子星物质来到地球上会发生什么样的景象呢?常见的说法是由于它巨大的质量,它会受地球引力影响迅速砸向地心,大气层中的空气根本奈何不了它,它会穿过地心跑到地球的另一面,当速度降为零之后又会再跑过来,就这样来回在跑,随着地球的自转,它甚至会把地球切一道缝隙,最后停留在地球的中心。

其实这个说法是不正确的,因为这仅仅考虑了中子星的质量和地球引力的关系,忽视了中子星物质本身具有的物理特质。其实中子星物质之所以能保持中子简并态,是因为它处于极高的压力环境之下,想一想质量比地球大了33万倍的太阳,其内部的中心压力都无法使之成为中子星,地球这样的环境中更无法保持它的状态了,所以如果只有糖块大小的中子星物质来到地球这样的压力环境里之后,它失去原先在中子星上压力后状态会迅速发生变化,中子简并态会迅速瓦解,体积立即就会开始膨胀,并且是爆炸性的膨胀,威力不下于爆了一颗巨型核弹!



但是这并不算完,而是只是开始的序曲,因为在大约16分钟后,它又会发生中子分解,这个层面爆炸就更厉害了,即便是目前全世界所有的核弹加起来引爆,也难及它的万分之一。

为什么这么说呢?看看中子星为什么叫中子星就知道了,因为中子星物质靠着强大压力把质子和电子压到一起形成了中子,把原子中的广阔空间(原子核和电子占原子体积的份额非常小)挤掉了,并且它还维持着中子和质子数量的平衡。

而通常情况下,没有处于原子核里的中子是不稳定的,它会衰变成质子和电子,最常见的是形成一个氢原子,其半衰期大约就是16分钟。在这一过程中,中子的衰变将会释放出能量,发生核爆现象。

那么这个糖块儿大小的中子星物质在地球这样的环境中能产生多大核爆能量呢?物理学家们通过计算发现中子的质量比衰变分解后形成的氢原子的质量大了约 0.0008的比例,而10亿吨中子星物质发生衰变时将会有80万吨物质变成能量,根据爱因斯坦的质能转换关系式计算,会发现这太可怕了,可达几十亿颗核弹的爆炸当量,所以这样的事就是能试也还是别试了吧!


科普大世界


10亿吨的中子星,恐龙灭绝的小行星也才十公里,就按长、宽、高都是10km,那么这个小行星的重量也就10000*10000*10000*3=3*10^12kg,约3十亿吨。而10亿吨的中子星,就相当于1/3亿个这样的小行星。如果一座大山直径1000米,高1000米,按照圆锥形计算,根据公式:m=vp=1/3*π*r2*h*3=3.14÷3*500*500*1000*3=7.9*10^9kg,即7.9亿千克。那么这个中子星就是它的重量的10000/7.9=1265个,可见质量之大。



这么重的东西,如果从外太空直接来到地球,对地球来说简直是灾难。暂且不考虑中子衰变的问题,单单如此多的物质,而且体积这么小,完全不可能在大气层中燃烧完,仅仅燃烧些皮毛然后就一头撞击进入地球了。由于质量太大,密度太高,中子星会击穿地球。然后再地球引力作用下再从另外一头回来,来来回回。



当然,这仅仅是没考虑中子衰变问题。自由的中子是很不稳定的,大约10分钟后就会衰变为一个质子、一个电子和一个反中微子。中子星上面的中子就是恒星巨大的引力压垮原子,野蛮地把电子压进原子核然后结合质子形成的。所以,一旦这勺中子星来到地球,由于没有巨大压力维持其中子简并状态,它们会在10分钟后开启剧烈衰变模式,造成像核弹爆炸一样的效果。所以,10亿吨的核弹爆炸,我想地球都可能给炸烂了吧!



所以说,一钥匙中子星来到地球,绝对不是什么好事,人类就此结束吧。


PhD肖


傻吊。中子星是恒星残留的核,但是也比地球质量大得多吧。那么强大的引力场存在,你怎么弄一汤匙出来?

弄不出来,你这样根本无法实现的假设有个屌意义?

头条是不是太无聊了,这么多无聊的假设也允许提问,毫无价值!


程勉超1


这是错误的假设: 中子星的物质是无法游离的存在的,不管你用什么方法,一旦中子星物质离开它极端的重力场,中子物质在量子力学规律作用下,马上恢复成正常物质。

所以,假设一小块中子星物质进入大气层的假设太不现实了。

而且中子星物质由于它的压缩比是如此之大,以致于任何中子星上的物质恢复成正常物质时,都是宇宙级别的大爆炸,据估计:一克中子星物质离开中子星重力场并恢复成普通物质时,可以相当于一颗小型核弹的爆炸威力。

中子星的特点: 中子星的物质密度极高,它就是纯中子堆积在一起,由于中子没有电荷排斥现象,因此相互可以极为紧密的结合在一起,它的密度实际上就是原子核的密度,所以你甚至可以把中子星就看成一个直径20km的巨型原子核,一个汤匙大小的中子星物质重达10亿吨以上,中子星有能力把地球上的一座山活生生的压成乒乓球大小的纯中子堆。

中子星可泯灭一切物质类别: 中子星也是由普通物质在重力作用下,自我压缩而成,压缩前的物质可以是元素周期表上的任何元素,以及其化合物,可以夸张的说,压缩前的物质不管是金属、非金属,各类化合物,地球的的万千诸物,粮食甚至大粪等等,到了中子星上会无差别的变成统一的中子,物质的各类属性消失了,任何物质都转化为同一个东西: 纯粹的中子,彼此毫无区别。

中子星的中子态只能在极端重力的环境下存在: 中子星的超高密度中子态物质的存在形式是有前提条件的,必须有极高重力场持续约束中子态物质,一旦离开中子星的重力场,中子星的物质立刻膨胀,恢复成普通物质,并产生天文级的大爆炸。

所以根本不会出现题主假设的,一小块中子星物质落在地球上的可能性,理论上的假设都没必要。


楚楚夫


首先必须说是假如,如果真的有一汤匙中子星质量投到地球上来,中子星物质一但遇到大气层,不但它会阻挡中子星物质到达地球的速度,而切它会有一个更猛烈速度到达地球。因为中子星本身就有我们无法想想的能量,在加上地球的引力,它会瞬间到达地球中心。地球至少有两种结局,第一当中子星到达地球同时,它会毫无顾忌地释放它的能量,然后把地球撕得粉碎。

第二种可能当中子星质量到达地球的同时,它又找不到适合释放能量的条件,它会瞬间到达地球地心。当地球的引力遇上中子星我们无法想想的能量,它会瞬间把地球搅的粉碎,然后它会成为另一个地球的地心。

如果说真的有那么一天,我们怎么没的,也许我们都不知到。


带力客


万法由心变。我们的心万能。分为同分妄见和别业妄见。你说的这种情况应该按照同分妄见对待。如果大家认为你说的这种情况能够被烧完。那么答案就是肯定的。否则答案相反。因为宇宙万法都是由当人当下一个念之所变现。是绝待的。无论宇宙发生什么情况,都是自心取自心。没有其他东西。


华开莲现2


如果存在这样的一小块中子星物质,如果它能顺利到达地球,最可能的情况就是:如果速度足够大,就继续顺利穿过地球,就像一根针掉进水里,继续它的旅程;如果速度不够大,就待在地心毫无作为(猜的)。


Zhouzfu


根据最新物质粒子理论`物质的裂变,聚合,发热,化合,燃烧,压力,摩擦,电磁,光合,引合,等等。主要归为三类,即电磁,光谱,引力。电磁是电子,及正电子复合体质子,它们是以运动的电磁互感向空间传播,可携红外(光)能。光谱(可见光)是一种可携能的波动振子单元,来源于物质运动变化释放。引力是质星的架构与核心,是中性的波动高能振子,存在于紫外线,宇宙射线,并是暗物质的主要成分,暗物质几乎近直线,比可见光波短,频高,能大,起始可以穷透星宇,并湮灭。就因其此特性,人类至今乃无法实实在在捕获到实验证椐。其实在人类的生产实践中,物质亏损,湮灭的变化中,一定能存在暗物质的产生,只不过没更先进的仪器在极限瞬间捕捉到而矣。


思回青华


首先可以肯定10亿吨物质烧不完的,这是很明确的答复。不过要是中子星就不一定了。先别喷我,我不知到那些说把地球撞没的,毁灭的是从何说起?说对对地球而言是恐怖的灾难到无可厚非。这里没涉及速度和动量是多少,怎么可能会毁灭地球。



要我说,或许,它真落不到地球上。就算它落到地球上,也不可能毁灭了地球。


6500万年前那颗直径10千米的小行星也没把地球毁灭。只是造成包括恐龙在内的80%物种灭绝,其质量是估算为1500亿吨,撞击产生的能量高达100万亿吨TNT当量。推测当时造成全球里氏10及的地震。爆炸产生的海浪高达5公里,同时造成地球几个月的的漫天酸性粉尘遮蔽天空。科学家们在中美洲犹加墩半岛的地层中找到了这个大坑。据推算,这个坑的直径在180~300公里之间。

当一汤勺大的物质离开中子星后进入大气层后,首先会与大气剧烈摩擦,而在没了中子星巨大压力的情况下会这小块物质绝对不会稳定,它会极速膨胀。在这种极速膨胀和大气摩擦双重作用下会释放巨大能量,使之爆炸分解。其释放的亮度绝对会淹没太阳光芒。爆炸威力有多大不清楚,不过可以肯定会使大气造成巨大空洞。至于其它小编也无从回答,里面还涉及一些比如说中子半衰期的现象。到底对地球会有多大影响不得而知,但我觉得总比落地面好。


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