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比钢硬100亿倍, 宇宙中最硬的物质! 来自中子星的硬菜

admin | 2022-09-22 12:24 浏览数:

什么是宇宙当中最硬的物质?有人可能会说钻石,确实钻石的密度很高,本身也很坚硬。

如果把小说算上的话,有人可能会说是《三体》当中的“水滴”!

不管是“钻石”还是“水滴”在这种物质面前都弱爆了,它比刚硬100亿倍,是来自中子星的“硬菜,也是宇宙中最硬的物质。

中子星的“发家史”

宇宙当中的一切都有“寿命”,就连恒星也不例外,而中子星就是恒星到了末期形成的一种形态。

当恒星演化到后期之后演化的形态一共有三种,第一是大家熟知的黑洞,在恒星引力坍缩之后,内部就区域被压缩成了黑洞。

第二是白矮星,白矮星的出现是因为恒星的质量太小,无法形成黑洞,就转变为了光热较少,密度较低的白矮星。

第三就是主角中子星,中子星的形成是恒星的氢、碳等元素耗尽之后,自身的核聚变停止,内部元素在高温的作用下快速转变,外壳的动能转化为热能导致爆炸。

这种爆炸在科学界被称为超星新爆炸,如同烟花一般美丽,只能持续十几秒的时间,结束之后有一定概率坍缩成为中子星。

在坍缩的过程当中,原子甚至原子核都能够碎裂,并且与挤碎的质子、电子一同组成中子,形成中子星。

硬菜中子星

中子星的体积并不大,表面积在30到300万平方千米之间,而地球的表面积为5.1亿平方千米。

也就是说地球的表面积是中子星的170万到1700万倍。

但在高温高压状态下,中子星压缩之后的密度却高得惊人。

从地球、太阳、中子星的质量和表面积对比来看,太阳的质量是地球的33万倍左右,而形成中子星的恒星质量,最起码都要地球的264万倍到990万倍之间。

将百万倍地球质量的恒星物质,压缩到小于地球表面积百万到千万倍的星体当中,可想而知中子星的密度有多大。

直观地来看,中子星上1立方厘米的物质,就有1亿吨到10亿吨不等的重量。

由于中子星当中的密度并不均衡,导致各个地方的物质重量有所差异。

相当于在一个手指头大小的物质空间当中,堆放几亿辆小卡车,从这里就可以很直观地感受到中子星密度的恐怖性。

然而,中子星密度最高的,还是要属于它的核心。

中子星内部的密度在10的14次方每立方厘米~10的15次方每立方厘米之间,每立方厘米的重量在10亿吨到100万吨之间。

恐怖的密度,还伴随着地狱般的高温高压环境。

中子星表层的温度在一百万摄氏度以上,对比太阳表面温度的6000摄氏度,真的是大巫见小巫了。

中子星的内部温度更是能够达到1亿摄氏度,中子星形成之初的温度更高,经过冷却的过程之后,维持在这一温度。

它内部的压强相当于300多万个大气压强,而海洋最深处的马里亚纳海沟也不过1100倍大气压强。

当然这不是中子星最恐怖的压强,当中子星处于自转的时候,科学界将其称为脉冲星,内部的压强可以达到10的28次方倍压强。

此外中子星的磁场强度,也大得让人无法想象,通常来说地球的磁场强度是0.7高斯,而脉冲星的极地两端磁场能够达到1万亿高斯,最高达到20万亿高斯。

根据牛顿的万有引力,物体的引力与物体的体积和质量有关系,呈正相关。

所以如此大质量的星体当中,想要飞出去,至少需要光速的一半——150000千米每秒。

中子星拥有如此大的引力,当一个物体掉落到中子星的表面之后,产生的威力也大得惊人。

比如当一个成年男子受到中子星的引力影响,掉入到中子星当中,这个男子与中子星撞击产生的威力,相当于两亿吨核爆产生的威力。

不过,人类是不可能掉入中子星当中的,在掉入之前,就已经被强大的磁力和引力撕碎了。

即便是有人类最精密的装备也不行,在强大的引力面前,撑不过一秒。

高度压缩的中子星上,还有这极强的辐射,每一秒产生的能量为3.826乘以10 的32次方瓦特。

只需要将一秒的能量转化为电力,就可以供给人类生存几十亿年的时间。

可想而知,在未来如果人类能够将宇宙当中的中子星运用起来,将会是一个取之不尽用之不竭的能源体。

要知道宇宙当中存在的恒星无法用天文数字来衡量,光是人类肉眼可见的恒星就有6900万颗。

太阳系当中的恒星有2000亿到6000亿颗左右,在可观测宇宙当中存在2000亿个像银河系一般的星系。

如果是整个宇宙,又该有多少恒星呢?当中,就算是按照十分之一的转化率,变成中子星,宇宙当中的中子星数量也是多的难以衡量。

目前为止,且据不完全观测,人类在银河系当中发现的中子星数量约为20万颗,随着科学技术的精进,人类在银河系当中发现的中子星只会更多。

这个时候,有好奇的小伙伴可能会问,如此强大的星体,也会有走到尽头的一天吗?

答案是肯定的宇宙当中的万事万物都有“寿命”,就连宇宙本身都不是永恒存在的,只是时间的多与少而已。

中子星通过不断地自转消耗自身的能量,等到能量耗尽之后,它将会变成一颗黑矮星,一颗只有碳和少量尘埃的存在,没有活力的星体。

从理论来看恒星变成中子星之后,需要200多亿年的冷却才能变成中子星,前前后后需要300多亿年的时间。

而宇宙诞生才137亿年,所以科学家从未在宇宙当中发现过黑矮星。

最后,根据科学家们的猜想,黑矮星会在熵增定律下,出现混沌状态,最终解体成为宇宙尘埃的一部分。

宇宙当中的所有物质都逃不过熵增,就连黑洞也不例外。

宇宙黑洞

作为同样高密度的天体——黑洞,当中子星和黑洞相遇会发生什么奇妙的事情呢?

黑洞的形成则需要几十倍太阳质量的恒星来进行演化,它的质量是普通恒星的99万到100亿个太阳质量。

大家都知道,黑洞可以吞噬一切东西,就连光也无法逃离其中。

从理论上来讲,光的速度几乎可以逃离任何星体的引力,但为何逃不脱黑洞的引力?

这是因为黑洞的密度在理论上是趋近无限大的,自身的逃逸速度已经超过了光速,光自然会受到黑洞的引力吸引。

还有另一种解释就是,黑洞附近的曲率引力非常大,光线在黑洞引力附近受到曲率的影响,无法逃离。

既然光都逃不掉,中子星自然是无法逃离被吸进去的结局。

随着中子星靠近黑洞,中子星上的磁场会发生改变,并且表面的物质开始不稳定。

在距离100亿公里左右时,中子星的外壳首先分解成细小物质,往黑洞中心飞去。

随后密度最大的内核围绕着黑洞高速环绕,最后坠落到黑洞的奇点当中,爆发出大量的电子和光,统统被黑洞所吞没。

整个过程不超过6个小时,可怜的中子星便成了黑洞的一部分。

不过,在无数岁月之后,黑洞也会蒸发殆尽,根据科学家们的猜测,在宇宙还能保持稳定的前提下,所有的星体都会被黑洞吞没,这些黑洞最后蒸发,宇宙的结局将变得冰冷且一无所有。

不过这距离人类太过遥远,如何将眼前的事情做好,才是大家要考虑的。

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