白矮星、中子星和黑洞這三個都是恒星不同發展階段的天體,從白矮星到中子星再到黑洞,不同質量的恒星的終極歸宿,當然三者的過程和性質是不一樣的,我們簡單來介紹下然后再來看看假如這三種物質掉在了地球上,會發生什么后果? 天體的三個歸宿白矮星是類日恒星在紅巨星末期由于再沒有聚變熱壓力對抗引力的坍縮,恒星內核物質的原子核外電子被巨大的質量壓縮到了原子核附近,以泡利不相容的電子簡并態極限支撐下的一種極端狀態物質,此時電子已經非常接近原子核,也是三種天體中唯一還保持物質屬性的天體,因為仍然存在完整的原子結構,只不過原子內部的空間被極度壓縮。 中子星則是比類日恒星質量大得多恒星在末期坍縮而成的(超過錢德拉塞卡極限),一般誕生中子星的恒星在末期會經歷一次超新星爆發,但超新星并不是誕生中子星的必然過程,當天體坍縮引力超過電子簡并態支撐極限時,電子將被壓入原子核,與質子中和成中子,內核以中子簡并態抵抗恒星進一步坍縮的極端狀態。 黑洞則是比誕生中子星質量高得多的(超過奧本海默極限)恒星,末期在坍縮時,內核的中子簡并態也抵抗不住引力坍縮能,直接將自身坍縮成了一個不具直徑的質點,因此黑洞并不能以多大體積或多大直徑來衡量,只能以多大質量來形容,當然還有另一個常見的指標是黑洞的史瓦希半徑。這是黑洞光速不可逃逸區的范圍。 在地球上的不同命運三種物質不同的特征將導致地球截然不同的命運,各位不妨先猜猜,地球會面臨什么結果? 一立方厘米白矮星物質 白矮星物質是電子簡并力對抗引力坍縮處在平衡狀態的物質,如果一立方厘米的白矮星物質移到地球上,那么它的平衡狀態將被瞬間破壞,也就是說它可能恢復原來物質的形態,一立方厘米的白矮星物質大約是一噸,如果是氦或氧白矮星物質,那么威力會大一些,因為膨脹為氣體,如果是碳白矮星那么威力可能就會小很多,畢竟一噸炭也沒多少東西,即使瞬間膨脹也不礙事。 估計最多也就一次小型爆炸而已,地球上多了點氧或者碳而已,只要不丟在人群密集區域,基本上不會有什么傷亡出現。 一立方厘米中子星物質 在中子星上時,中子星物質是穩態的,脫離了中子星后就成了自由中子星物質,這個時候就不是穩態了哦,很多朋友認為中子星會膨脹,其實不會,因為成了中子星后它得符合基本粒子的行為規范。 中子的夸克結構組成:一個上夸克、兩個下夸克 中子由兩個下夸克和一個上夸克構成,在重子數守恒的條件下,其中一個夸克通過弱相互作用改變其味成衰變成比較輕的上夸克,并釋放出一個W玻色子,此時中子衰變為質子,并且放出一個電子和一個反電子與反中微子! 根據根據中微子、質子和電子的質量計算出衰變反應的能量為0.782343MeV,一個中子的質量為939.57MeV,比例大約為0.832661‰,似乎也不小了,畢竟一立方厘米的中子星物質質量可不小了,最少也有上億噸,即使0.8%的的質量虧損仍然會把地球炸的七葷八素,當然這個過程很多朋友都已經描繪過了,咱就不拾人牙慧了哈! 咱要說的是,此次中子星物質將在地球上衰變出數百萬噸甚至千萬噸黃金來,多少比例咱不敢肯定,但都是比重極大的貴金屬,因為自由中子約在15分鐘不到的時間即衰變成質子,這些不定數量的質子和中子組合在一起,捕獲電子就構成了各種元素的原子,而中子星物質衰變后重組的元素會以重元素居多,也就是說黃金、鉑金可能撒得到處是哦! 不過比較可惜的是這這個同時會因上述質量虧損釋放出大量的能量,會將這些黃金給炸散了,順帶可能將地球崩下一塊,會多大,誰都不知道,但地球日子肯定不好過。 一立方厘米的黑洞?咱就不計算這個黑洞的質量了,地球坍縮成黑洞直徑大約之后8毫米左右,按這個史瓦希半徑算,大概也就3立方厘米不到,這個一立方厘米的黑洞質量你可以想象一下,盡管放飛自我,只是它明顯超不過地球的質量。 但天體潛在能耐并不以質量取勝,而是密度,因為在兩者接近時,密度更高的天體的洛希瓣將一直在天體的實體范圍之外,而松散天體的物質則會跑到外面,通過與致密天體之間的拉格朗日點成為致密天體吸積盤的一部分。而在此之前,松散天體比如地球將會經歷地震、火山、大氣剝離、海洋剝離、地殼隆起崩潰,固體物質落入吸積盤......這個完整的過程。當然在地球上黑洞經歷將不會是這樣。 《星際迷航11》中已經幫我制作了高質量的行星被黑洞吞噬的GIF動圖,這就是羅慕倫人在瓦肯星的行星內部注入了“黑洞物質”,從行星中心將整個行星吞噬,就是這個結果。 |
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