把1立方米的中子星物质放到地球上,会出现什么现象?

ELF12


这个问题很好解答。

先来看一立方米的中子星大概多重。

中子星的是恒星末期演化过程中形成的天体之一,密度比黑洞小,大概为8*10^13-2*10^15g/cm^3,即每立方厘米的重达8千万到20亿吨,而一立方厘米水的质量仅仅为1g,一立方厘米土壤大概2.6—2.8g,黄金的密度是19.32g/cm³,相比地球上物质密度大出了太多,这一立方米的中子星的质量大概为8*10^16-2*10^18千克。


无论将这一立方的中子星物质怎么放置在地球上,对于地球的结局只有一个——毁灭

地球的质量大概5.965*10^24千克,导致恐龙灭绝的陨石直径约10公里,重量约是1.46*10^16次方千克,那次撞击使得地球进入了“核冬天”,动植物经历了大洗牌。


如果这些物质撞向地球,这次撞击的质量更大,与地球的接触面积更小,对于地球的冲击更大,甚至可以将地球冲撞解体。即使没有解体,撞击扬起的大量尘埃将使得地球进入核冬天,绿色植物将无法进行光合作用,导致地球生灵涂炭。

中子离开高压环境将发生贝塔衰变,变成质子,重新形成原子核的过程将放出巨大的能量对于地球将是致命一击。

中子在地球上无法独立存在,必然会脱离简并态,一部分会通过贝塔衰变转变为质子,中子的质量大于质子的质量,这个过程质量亏损会释放出巨大的能量,随后中子和质子组成新的原子核的过程也会释放出巨大的能量,这一能量也足以将地球撞的粉碎。


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核先生科普


中子星的密度非常大,一立方厘米有10亿吨,一立方米有100万个10亿吨。中子星是宇宙中仅次于黑洞的危险星体。



中子星之所以具有这么高的密度,是因为万有引力把原子核外面的电子压进了质子里面。所有的质子变成了中子,这个时候抵抗引力只能靠中子的简并压。如果星体太大的话,中子的简并压也无法抵消引力,那么就会溃缩成黑洞。

如果把太阳压缩成中子星,直径只有三公里。如果把地球压缩成中子星,会得到一个直径是43米的球体。

如果把一立方米的中子星物质放在地球上,分三种情况。

第一个画面:

如果没有引力约束,一立方米中子星物质突然出现在地球上。中子间的简并压会突然释放,会瞬间发生巨大的爆炸,爆炸威力相当于几百亿颗氢弹同时爆炸。这仍然没有办法把地球炸毁,但是会在地壳上炸开一个大洞。火山会爆发,爆炸中心会有12级的大地震,冲击波会席卷全球,山崩海啸。地球上一半的生命会灭亡。




第二个画面:

如果约束中子星物质的约束力仍然保持着。但是没有东西托着,它会对地壳施加1万亿个大气压的压力。结果就像用穿甲弹打豆腐一样。它会迅速的沉入地心。下落的过程和地球内部的物质摩擦,会形几万度的高温,地底会传来一连串巨大的轰鸣,直到到达地心为止。这是对地球破坏最小的一种。

第三个画面:

还有一种如果有外力约束着它,并且把它托举在地球的表面的话。虽然它的总重量只有地球的几1‰,但是它的密度高度的集中。所以紧挨着它的物体,会受到630万倍的地球重力加速度的吸引力。由于万有引力和距离的平方是成反比的,所以随着距离的增加,这种吸引力会迅速的下降,大概在230公里左右,它的吸引力会和地球的吸引力相当。所以230公里以内的物体都会被它吸引。这些物体在向引力中心堕落的时候,会被加速到大约160倍音速。它们撞击在中子星的物体表面的时候会释放出巨大的能量。这些能量虽然不足以引起核聚变,但是会把物质加热到几十万度的高温,随着物质不断的向引力中心聚集,最终会形成一个中子星物质为核心的直径是230公里左右的半球体扣在地球表面。



由于地球的引力作用,这个半球会稍微的扁一点,看起来就像从常州切开的半个鸡蛋。它外表的温度会有几千度,会把周围大约600公里范围内的岩石融化成岩浆状态,会形成一个直径1200公里的岩浆湖。然后会在几千年内慢慢冷却。



所以把一立方米的中子星的物质放到地球上就是一部科幻灾难大片。


华笺流香


之前都是一立方厘米,一勺中子星物质放到地球上会发生什么,这次大了点,弄一立方米的中子星物质,这要瞬间放到地球上,地球还在不在另说,但肯定短时间内不会是一个球了!

中子星是除了黑洞以外目前已知密度最大的天体,所以中子星自身的引力也十分强大,大到在自身的压力下电子会被压缩到原子核中,使得原子核变成仅由成中性的中子组成。所以,中子星可以看做是一个巨大的原子核,而中子星的密度也就相当于原子核的密度。一般来说,中子星的密度在8000万吨—20亿吨/立方厘米,

我们就取个中间值按10亿吨/立方厘米来看,一立方米(1立方米=1000000立方厘米)的中子星物质其质量就达到一千万亿吨(1×10^15吨),虽然相对地球的质量(5.965×10^21吨)小了不少,但中子星物质放到地球上不是简单的相撞,而是会发生巨大的“爆炸”,因为地球表面的压力不足以维持中子星物质的中子简并态,中子星物质会马上瓦解成简并态的中子超流体。在释放中子的时候会进行β-衰变,同时释放出一个电子和反中微子,这样中子就把自己变成一个质子,而中子的半衰期只有10分钟,所以在开始进行的爆炸性膨胀后10分钟,这一立方中子星物质又会发生中子分解层面的核爆,而这个二次爆炸的能量要比其因为失去压力而发生的膨胀性爆炸产生的能量大得多。

据估算。一立方厘米的中子星物质在地球发生“爆炸”后产生的能量相当于广岛原子弹“小男孩”的一万亿倍,是人类制造最大的氢弹“沙皇炸弹”能量的3亿倍,是6500万年前造成恐龙灭绝那颗陨石能量的6万倍,而从一立方厘米到一立方米能量其能量要大上不止100万倍,可以说,爆炸之后,地球很有可能会被炸裂分解!

我们还可以从大小这一角度来考虑,如果地球被压缩成中子星那么大的密度,其大小是直径约22米的一个球,算起来大约为5575立方米,差距不是很大,所以爆炸对于地球是毁灭性的。也许几亿年后在地球的轨道上会以月球为核心形成一个新的“地球”!

当然,这些都是一些开脑洞的想象,成为中子星的门槛还是比较高的,别说地球,就是太阳的资格也远远不够,只有当大于太阳质量8倍以上的恒星在演化末期才有可能变为中子星。


清明的星空


首先,题目就是个错误的假设,不可能发生的。

中子星是普通物质在极度的重力场中被压缩而成,这个过程中,核外电子首先被压进原子核内,再被继续压进质子,而后电极性被中和而变成纯中子,由于中子没有电斥力,因此可以一个挨着一个的紧密排列,导致中子星内部几乎没有任何空隙(普通物质的原子内部极其空虚),因此中子星的物质密度高到无法形容。

考虑的中子星的物质是必须在令人瞠目结舌的重力场中才能维持其纯中子形态,因此中子星的物质是无法游离的存在的,不管你用什么方法,即便是假设都无法成立,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。因此,你不可能见到一小块游离的中子星物质,进而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(地球上的喜马拉雅山如果到中子星上,大约可以压缩成拳头大小),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。

中子星的几个特点: 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,任何你可以想象的物质都转化为同一个东西,即纯粹的中子,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。

前不久引力波天文台就探测到两个中子星相撞后的引力波,这个中子星相撞后,肯定有碎片飞出来,这些物质一旦离开中子星的重力场,立刻恢复成为普通物质,并释放巨大的能量,这能量之大,可以比1000颗超新星爆炸的威力还要大,因此被命名为千新星爆炸,即可想象中子星物质变回普通物质时的能量,宇宙中神秘的伽马线爆也是中子星制造的。

有趣的是,宇宙中的黄金也主要是依靠中子星相撞而产生的,就在相撞的一瞬间,可以产生几个地球重量的黄金,这是因为黄金原子核中的中子数特别高,因此需要极其大量的中子作为原材料来制造黄金,如果不是中子星这个环境,其它途径产生的概率太小了。

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



中子星引力是仅次于黑洞的,强大的引力让光在中子星表面呈现弯曲传播而不是直线传播,中子星的逃逸速度在光速的每秒15万10万公里到每秒15万公里之间之间,所以想让一立方米中子星物质离开中子星是非常难的。

宇宙中然存在的中子星都是恒星死后坍缩而成的,太阳这种恒星在死亡之后会先变成红巨星,最后坍缩成白矮星,而比太阳质量大的恒星会坍缩成比白矮星密度更大的中子星,中子星的密度在每立方厘米10亿吨左右。

中子星密度如此之大的背后其实是引力在起作用,只有强大的引力才能让中子和中子挤在一起,而中子星物质一旦脱离中子星引力范围之后就会瞬间衰变,随之而来的质量亏损会释放巨大的能量,一立方米的中子星物质是完全有可能毁灭整个地球的。

如果有发达的外星文明用力场强行让一立方米中子星保持中子简并态的话,一立方米中子星1000万亿吨的质量会对总质量60万亿吨的地球产生严重影响。

人类现在掌握的最强武器就是氢弹,但是人类的氢弹比起太阳的核反应就是一根蜡烛,而宇宙中有很多天体远比太阳强大,黑洞可以轻轻松松将太阳撕碎。


宇宙探索未解之迷


完全是一个脑洞题,还要科学的去回答。那就少不了进行诸多设定,因为这一立方米的中子星物质人类是没有把法取、放的,技术上实现不了。

那就假设一个高度发达的外星文明,它们来到地球顿时玩心大起就想实验一下一立方米的中子星物质会对地球造成什么影响。取来了一立方米的中子星放在地球表面,撤去外力。接下来看能发生什么情况。


中子星是超大质量恒星演化到生命后期经超新星爆炸形成的致密星的一种,它的密度大约是每立方厘米8千万到20亿吨,在这里我们取一个中间值1亿吨每立方厘米。那么1立方米的中子星质量大约是一百万亿吨。

首先中子星没有了外力的束缚,必然会膨胀爆炸,这是一部分能量释放。除此之外中子简并态无法保持,中子被暴露出来会发生衰变一个中子会衰变成一个质子、一个电子、一个反中微子。这个过程中在损失物质的质量,在根据爱因斯坦的E=MC^2去计算一下,释放的能量甚至会超过6500万年前造成恐龙灭绝那颗小行星能量的千百万倍。


首先来说地球上的生物一定是荡然无存这不在考虑范围之内,这种能量就要看能否让地球土崩瓦解了。很可能这一次爆炸会给地球炸出很多的卫星,如果地球能幸存下来经过数亿年的发展依然会诞生生命,甚至最终会发展出新的文明。而人类就是他们眼中的史前文明了,但是在地球上几乎找不到我们的痕迹了。



科学黑洞


答:一立方米的中子星物质,质量高达千万亿吨,结构是非常不稳的,地球会在一阵爆炸中四分五裂。


中子星是极端天体之一,由于巨大的引力,使得原子结构都解体了,核外电子坠入原子核与质子中和成中子,由中子简并压力抵抗着万有引力。

一个普通原子的原子核直径,只有整个原子直径的百万分之一,所以核外电子与原子核之间存在非常大的间隙,中子星物质的原子结构塌缩后,这些间隙全被中子填满,所以中子星的密度非常高。


一颗典型的中子星,表面温度超过1000万度,密度高达每立方米10亿吨,那么一立方米的中子星物质,质量高达10^15吨(相当于直径100公里的地球物质),是月球质量的七万分之一。

同时,1立方米中子星物质是不稳定的,它的引力无法支撑起原来的结构;钱德拉塞卡极限指出,白矮星的最高质量为1.44倍太阳质量,同时也是中子星的最低质量;奥本海默极限指出,中子星的质量上限大约是3倍太阳质量。


于是1立方米中子星物质独立后,中子在强相互作用尺度上解体,然后溃散成自由中子,并释放巨大的核能,绝对不亚于一颗直径100公里的小行星高速撞击地球,会让地球在一阵爆炸中四分五裂。

而自由中子的平均寿命只有大约8分钟,中子衰变的质量亏损率为0.15%,10^15吨自由中子衰变,释放能量相当于太阳在90小时内释放的能量总和,整个太阳系都可能面临毁灭危险。


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艾伯史密斯


中子星是大质量恒星演化到末期发生重力崩溃后经由超新星爆发而来的致密天体,通常中子星的直径只有数十公里,但质量却达到了目前太阳质量的1.5-3倍。

如此小的体型却包含如此大的质量,很简单,密度大到无法形容,就像是原子核的密度一般,当然,你可以叫中子星是一颗巨大的原子核。

在中子星表面不深的地方,密度可以达到每立方厘米1亿吨之巨,随着深度变大,密度继续陡升,可以达到10亿吨,甚至20亿吨。

1立方米=1000000立方厘米,也就是100万立方厘米。

按中子星密度10亿吨/立方厘米来算。那就是10亿吨*100万=1000万亿吨。

好了,把这一千万亿吨中子星物质“凭空”放在地球上,我们躲在冥王星上遥望地球方向,静候佳音,人们都屏住了呼吸,人群中的一个人激动的放了一个闷屁,都听得清晰可见,婉转悠扬。

自由中子会发生贝塔衰变,在衰变过程中,会有差不多0.15%的质量消失,质量消失产生了什么,E=mc^2告诉我们,变成了能量。

1000万亿吨*0.15%=1.5万亿吨,也就是说,这1.5万亿吨的物质,全部转化为了能量,至于能量多少,请在后面乘上一个(299792458^2),注意,还必须要把1.5万亿吨,转化为千克单位。

爆发的能量基本上相当于当初“大伊万”氢弹的300万亿倍。

“嘣!!!”连同月球都被炸个稀巴烂。

个人浅见,欢迎评论!


科幻船坞


把1立方米的中子星物质放到地球上,会出现什么现象?

一立方米中子星物质放在地球上绝对是一场灾难,无论是它会衰变或者不会衰变,前者释放的能量也许会超过太阳功率的数百倍,后则是因为其巨大质量引起的引力扰动,无论哪个地球末日即可来临!这两种各有什么严重后果呢?来简单计算下就知道:

一、假设中子星物质到地球上后会衰变

中子星物质密度在8千万到20亿吨/立方厘米,我们取个下限1亿吨/立方厘米,那么一立方米大约是1亿吨×1000000=1000000亿吨!

中子星衰变质量损失约为:1500亿吨(0.15%质量亏损比例)

太阳上每秒消耗6.5亿吨氢元素,但亏损的质量只有400-450万吨左右,这相当于太阳多久释放的能量呢?

1500亿吨/400万吨=37500S=10.42小时

相当于太阳10.42小时里释放的能量总和,在这个衰变过程中释放出来了!

那么大概是多少呢?

E=MC^2=1500亿吨×299792458^2=13481327681052264600000000000000

大约相当于:1.35×10^32J

而地球的引力结合能为2.45X10^32J

差不多达到了彻底炸散地球能量的一半!

在这种情况下,即使地球没有彻底消散,也差不多四分五裂了!

是这个样子?不过也差不多了

可能这个比较接近一点,但对生命来说并没有什么差别!

二、假如中子星物质不会衰变,也不会膨胀

1000000亿吨却只有一立方米的条件下,一旦出现在地球表面将会立即对周围的物质产生极大的影响,而这个印象是以它为中心,周围的物质将会被其吸引过来包裹它,甚至地面都会因此而弯曲,并且薄薄的地壳根本无法承受它那巨大的质量,会在这个过程中逐渐向下塌陷,导致地壳破裂,岩浆迸发,而这个质量又将造成板块结构的巨大扰动,地球各个区域应力重新分配!简单的后果就是地震火山接连不断,也许还是世上最大规模级的.....

轻微一点也许是这样,似乎还在一线生机之列!

严重点也许是这样,几近九死一生!

更夸张一些也许就这样了,估计就没啥希望了......

好玩不,不过只能玩一次!


星辰大海路上的种花家


中子星是由于引力过大,把电子压入原子核后,电子和质子结合形成中子而形成的天体。由于中子星全部都是由中子组成,所以中子星密度极大,可以高达8千万~20亿吨每立方厘米。除了质量巨大,中子星温度还很高,表面可以达到1000万摄氏度,内部可以达到60亿摄氏度以上。而题目中把1立方米中子星放入地球,那么将会发什么呢?



1立方千米中子星的质量可以达到8*10^13t~2*10^15t,如果按最大密度,其质量可以达到地球的百万分之一,月球的万分之一,相当于1/100之一个地球。如此巨量的高温中子星物质来到地球,首先会直接导致地球缓慢升温,然后由于自由中子并不稳定,会产生β衰变,释放一个电子和反电子中微子。如此巨量的中子星衰变,将会对地球是一个毁灭性的核打击,至少地球表面生命是存活不了了。



反正最终等中子星释放完热能和衰变完成,地球基本上寸草不生,温度极高,活活的把地球变成了地狱。


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