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一立方厘米的白矮星,中子星,黑洞放在地球上会怎样?

 一个大风子 2019-09-15

其实这个结局并不复杂,对地球没有任何影响,根本啥也不会发生。

致密的天体

实际上,白矮星,中子星,黑洞是宇宙中的致密天体,质量未必比恒星大,但密度都要比普通的天体大得多。比如:中子星一勺子大概就是一立方立厘米,质量差不多就得有好几亿吨重。为什么这些天体的密度会这么大呢?

我么要从原子的结构说起,我们都知道原子是由电子和原子核构成的,原子核又是由质子和中子构成的。

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但实际上原子结构超乎很多人想象的,这是因为它几乎是“空”的,这里的“空”指的不是物理学上的“空”,而是我们平时常说的那种“空。其中原子核只占原子大小的不到1%,而电子还要更小一点。这是卢瑟福通过实验证实的结果,他利用α粒子去轰击金箔,发现大多数的粒子都是直接穿过去的,只有极其少量的才会发生偏折。

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通过理论计算,我们就会发现原子核和电子其实很小很小,如果原子有足球场那么大,那么原子核可能只有蚂蚁那么大。而电子在原子核外呈现概率云的形式。

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也就是说,如果外力足够大,“有可能”可以把电子压入到原子核内,然后让原子核排排列。这时候的物质密度就会特别大,远远高于一般的物质。这种可能有没有呢?

实际上,确实有。白矮星没有做到,不过它在引力的作用下,自身的密度也极其大。抵抗它不能进一步收缩的叫做电子简并力。这是什么意思呢?

这是微观粒子(主要是费米子)的一种性质,叫做泡利不相容原理。这个原理的大致描述是:

两个完全相同的费米子,不能处于完全相同的量子态。

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啥意思呢?就是说,粒子应该一个萝卜一个坑,每个坑都不一样。不能乱排乱坐,有一个座次的规则。这个规则会使得粒子不会轻易改变自己的状态,产生一种量子效应来抵抗外来的力。电子就是这样。而构成白矮星的原子就是依靠这种量子效应来抵抗引力的。

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而中子星呢?由于质量巨大,导致引力巨大。这时候电子的简并态无法抵抗住外来的引力,电子就会被压到原子核内,电子和质子发生反应生成中子,所以整个中子星大多都是中子组成的。

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而中子也有简并态,也能产生抵抗引力的作用,中子星不会进一步坍缩就是因为中子的简并态抵抗住了引力。

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而黑洞就更猛了,由于质量还要再大一些,引力就更大了,于是,中子的简并态也扛不住引力,在这个过程中科学家预计还有夸克的简并态会抵抗引力,但是目前我们还没有发现夸克星,所以,按照目前的观测就是直接压成了黑洞。

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所以,白矮星、中子星、黑洞都是十分致密的天体,大多数的中子星个头都很小,直径也就10~30公里,但他们对于时空的扭曲程度大于普通的恒星。

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一立方厘米的致密天体?

如果这些天体直接放到太阳系来,那就会直接摧毁整个太阳系。在宇宙中白矮星就常常会吃掉自己的伴星(已经变成红巨星的伴星),然后发生Ia型超新星爆炸。

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中子星也同样如此,如果把中子星直接扔到地球上,那地球肯定直接炸了。

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黑洞也是出了名的吃货,宇宙中的天体遭遇了它基本上都不会有啥好下场。

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但是,如果我们就搞出一立方厘米的这些致密天体,那会如何呢?

实际上,通过上文的讲述,你大概也应该了解到,这些天体能够这么致密,说白了是因为引力的作用,而引力和质量是相关的,质量越大引力越大。也就是说,它们要保持自身的这种恐怖的状态,至少是需要超大质量的。但是一立方厘米的致密天体,其实质量很小,小到它根本无法维持住高密度状态,因此,这一立方厘米的物质只要离开了天体,就是普普通通的物质,没有什么特别的,更不会对地球有任何伤害。

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