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糖塊大小的中子星物質來到地球上會怎樣?情景壯觀到顛覆你的想像

中子星是宇宙中的常見恆星,迄今為止人類已經發現了數千顆,它是較大質量恆星的主序星階段結束後,通過超新星爆發形成的,其上的物質非常緻密,密度大致為每立方厘米在8千萬到20億噸之間。那麼如果拿一個糖塊大小的中子星物質來到地球上,會發生什麼樣的事情呢?

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要回答題目中的問題,首先必須說清楚這樣一點,就是想把中子星上的物質拿出中子星基本是不可能的,因為只有質量達到太陽1.44倍的恆星,才能在主序星階段結束時依靠強大的引力把自己壓成中子星,失去這樣的引力,中子星物質將無法以中子簡併態存在,也就是說,中子星物質如果離開中子星本身的話,將無法像在中子星上那樣的狀態存在。

不過這個問題本身就是假設的,我們就來假設一下吧,糖塊兒的大小在1-4立方厘米之間,但因為它是中子星物質,其質量將在3-80億噸之間,我們就說它有10億噸質量吧!那麼看上去像糖塊這麼大點的中子星物質來到地球上會發生什麼樣的景象呢?常見的說法是由於它巨大的質量,它會受地球引力影響迅速砸向地心,大氣層中的空氣根本奈何不了它,它會迅速穿過地心跑到地球的另一面,當速度降為零之後又會再跑過來,就這樣來回在跑,隨著地球的自轉,它甚至會把地球切一道縫隙,最後停留在地球的中心。

其實這個說法是不正確的,因為這僅僅考慮了中子星的質量和地球引力的關係,卻忽視了中子星物質本身具有的物理特質。其實中子星物質之所以能保持中子簡併態,是因為它處於極高的壓力環境之下,想一想質量比地球大了33萬倍的太陽,其內部的中心壓力都無法使之成為中子星,地球這樣的環境更無法保持它的狀態了,所以如果糖塊大小的中子星物質來到地球這樣的壓力環境里之後,它會因為失去原先在中子星上的壓力狀態而迅速發生變化,中子簡併態會迅速瓦解,體積立即就會開始膨脹,並且是爆炸性的膨脹,要知道它可是相當於地球上10億噸的物質呀,膨脹成氣態的話該是多大的規模?想想10億噸氫氣會有多大就知道了,所以其威力不下於爆了一顆巨型核彈!

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但是這並不算完,而只是為之後的高潮拉開了序幕,因為在大約15分鐘後,它又會發生中子分解,這個層面爆炸就更厲害了,即便是目前全世界所有的核彈加起來引爆,其能量也難及它的萬分之一。

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為什麼這麼說呢?看看中子星為什麼叫中子星就知道了,因為中子星物質靠著強大壓力把質子和電子壓到一起形成了中子,把原子中的廣闊空間(原子核和電子占原子體積的份額非常小)擠掉了,並且它還維持著中子和質子數量的平衡。

而一旦脫離中子星的壓力環境,遊離態的中子就會開始變化,因為沒有處於原子核里的中子是不穩定的,它會發生貝塔衰變轉變成質子,電子,和中微子,其最常見的現象是形成一個氫原子,其過程時間大約就是15分鐘。在中子貝塔衰變這一過程中,將會釋放出能量,大量這樣的中子將會發生核爆現象。

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那麼這個糖塊兒大小的中子星物質在地球這樣的環境中發生中子貝塔衰變的話,能產生多大核爆能量呢?物理學家們計算髮現中子的質量比衰變分解後形成的氫原子的質量大了約 0.0008的比例,而10億噸中子星物質發生衰變時將會有80萬噸物質變成能量,根據愛因斯坦的質能轉換關係式E=mc^2計算,會發現這太可怕了。

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要知道我們燃燒一噸煤所釋放的全部熱能釋放,只相當於0.028毫克物質轉化成能量,1克物質全部轉化成能量,約為90萬億焦耳的能量,相當於2500萬度電能,或兩萬噸TNT爆炸當量,或者一顆在廣島爆炸的原子彈的核爆能量。而80萬噸物質轉化成的能量,將相當於8000億顆廣島原子彈的爆炸當量,這麼巨大的能量釋放,地球上的所有生物基本都會被毀滅,雖然還無法摧毀整個地球,把地球打出軌道還是很輕鬆的。

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