中子星到底有多可怕?一立方厘米重20亿吨,人掉到中子星上会怎样

2022-03-26 05:32:01

中子星的质量巨大,它是由什么成分构成的?顾名思义,中子星就是由中子构成的。

与其说中子星有巨大的质量不如说中子星的密度大得惊人。中子星是极少数恒星的生命的终点。它是由恒星演化而来的。既然中子星由恒星演化而来,那么它的质量是一定小于形成它的恒星的。科学家发现一颗典型的中子星质量在1.35~2.1倍太阳质量之间。因此单纯地从质量上看,中子星的质量不算是很大。

中子星

虽然中子星的质量不是很大,但是中子星的体积却非常的小。中子星的半径只有10~20公里。中子星的质量比太阳大,体积却非常的小。这就意味着中子星具有非常惊人的密度。中子星的密度在8×10^13克/cm³~2×10^15克/cm³之间。

中子星的密度大到什么程度呢?我们来换个单位来看一下:中子星的密度是8000万吨/cm³~20亿吨/cm³。水的密度是1克/cm³,中子星的密度是水密度的80万亿倍。地球上密度最高的固体是金属锇,密度为22.4克/cm³。中子星的密度下限是金属锇密度的3.6万亿倍。或者说,一个糖块那么大小的中子星的物质,重量就高达1.6亿~40亿吨。

中子星和地球

假如我们把地球压缩到中子星的密度,它的直径仅有180米~520米。假如我们把太阳压缩到中子星的密度,它的直径仅有1680公里。被压缩的太阳还不如冥王星大。

所以,我们说中子星的质量不算大,中子星真正让人吃惊的是它的密度。

中子星是怎样形成的呢?它为什么会有如此惊人的密度呢?

恒星是如何变成中子星的呢?恒星的质量都是非常巨大的。因此它们内部的引力也是非常巨大的。但是青壮年时期的恒星内部会稳定地进行着核聚变反应。核聚变反应会产生大量的能量从恒星的内部释放出来。这样恒星向外的热辐射压力和恒星内部的引力处于相对平衡状态。此时的恒星不会向内部收缩,因此不会变成中子星。

超新星

但是在恒星变老后,内部可供核聚变反应的材料逐渐耗尽。最终在恒星的内部,铁元素形成了。恒星不再向外释放能量。此时,恒星失去了热辐射压力的支撑,恒星外部的物质受到恒星自身引力的影响而急速地向恒星核心处坠落。这样一颗恒星走向生命的终点,坍塌了。极速的坍塌导致恒星发生了剧烈的爆炸。这就是超新星爆炸。

在恒星发生超新星爆炸的同时,恒星的内核遭受到了剧烈的压缩,恒星物质中的电子并入到了质子中转化为了中子。这样中子星就形成了。

中子星结构

中子星为什么会有如此惊人的密度呢?我们知道,原子是构成一般物质的最小单位。原子是由原子核和电子组成的。原子核位于原子的中心。原子核非常的小。打个比方,如果我们把原子看作是地球,那么原子核就是一栋100米左右的高楼。所以,原子的内部是非常空旷的。

原子核虽然很小,但是拥有原子的绝大部分质量。而中子星物质之所以密度高得惊人,是因为它把原子中的空间全部给压缩掉了。电子并入到质子中转化为了中子。这就相当于把原子核一个个地紧密地排列在了一起。有时候,人们会把中子星称为巨型的原子核。所以,中子星的密度就是原子核的密度。

中子星

中子星是极少数恒星生命末期演化的产物。根据科学家的计算,质量为8~30倍太阳质量的年老恒星在发生超新星爆炸后就有可能变成一颗中子星。因此,中子星的质量一般位于1.35~2.1倍太阳之间。如果小于这个质量,那就是一颗密度要比中子星小很多的白矮星了,如果大于这个质量就有可能变成黑洞了。


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