中子星密度有多大?花生米大小就有上亿吨,核心温度超过100亿度

以山爱科学 2024-05-18 03:25:23

中子星密度有多大?花生米大小就有上亿吨,核心温度超过100亿度

关于中子星的重量,在天文界有相关的研究。

研究的结果,天文科学家是这么形容的,轻一点的中子星相当于将两个太阳的质量,压缩打包成一个直径二十二公里的球体。

这样的中子星,一颗花生米大小的质量有上亿吨,如果是更重的中子星,这颗花生米大小的质量就有可能过数亿吨了。

密度有多大呢?

科学家是这么形容的。

拿一个汤勺,在中子星挖上这么一勺,然后放到地球上称重,重量可以和珠穆朗玛峰的重量想媲美。

而如果用同样的汤勺,到太阳上挖这么一勺,然后放在地球上称重,你会发现,这个重量只有2.3公斤左右。

话说这么重的东西,在宇宙中可以说是横行无忌,毕竟万有引力告诉人类,质量越大吸引质量小的物体能力就越强。

但中子星要是遇到黑洞的话,也就够一口闷的。

说到这里就会产生一个问题,中子星和黑洞都是怎么产生的呢?

中子星和黑洞的产生。

其实中子星和黑洞都来源于恒星。

当然前提是这颗恒星的个头必须足够的大,有多大呢?

以太阳为例,五十亿年之后,先变成红巨星,然后变成一颗密度极高的白矮星,终点会变成一颗黑矮星。

再进一步几乎不可能了,因为相对来说太阳的个头还是太小了,达不到中子星的要求。

但变成白矮星的密度也不小,质量和太阳一样大,但体积却只有地球那么大,直接坍缩成原本直径的1%。

那么想要了解中子星,黑洞,以及太阳之间有什么关联,首先得知道恒星的生命周期。

在整个宇宙中,也只有恒星才可以主动发光,行星的光芒,其实都是折射或者反射恒星的光芒,就像月亮一样,本身是不发光的,但反射太阳光,看起来像个大灯泡一样。

之所以恒星会发光,这主要是因为恒星有足够的质量,在宇宙中无所不在的万有引力的作用下,将恒星的核心给点燃了。

那么再根据恒星质量的大小,恒星又有不同的生命演化过程。

根据科学家们的推算,大多数的恒星寿命都在十亿年到一百亿年之间。

说到这里,按照一般人的理解,质量越大的恒星,寿命应该是越长的。

这个想法是完全错误的,恰恰相反,质量越大的恒星,其寿命反而越短。

比如说,一颗是太阳六十倍重量的恒星,他的寿命只有短短的三百万年,而质量只有太阳50%的恒星,寿命却可以直接攀升到几百亿年。

那么恒星又是怎么形成的呢?

有两个原因。

其一是宇宙中无处不在的万有引力,只要两个有质量的物体,他们之间必然会有引力存在。

于是就会出现这么一种现象,在没有斥力进行平衡万有引力的情况下,一些小质量的物质就会靠近大质量的物体。

而这种靠近,会让大质量的物体变的更大,从而具备了更大的引力,又促使更多的物体靠近这个变大的物体,从而让他变的更大。

这个过程就会变得越来越快,越来越激烈,最终就出现了引力坍缩现象。

说道这里,很多人就会说:“不会吧!生活中怎么就没有看到这种现象?一张桌子把一把凳子给吸引过去?”

这有另一个解释,通常情况下的物体,并不会发生引力坍缩,因为这些物体的物质结构是稳定的,在微观世界中的原子内部有电磁力起到平衡引力的作用。

所以一般的物体引力坍缩是不会发生的。

能发生引力坍缩的是什么物质呢?

这就是形成恒星的另一个条件,由气体和尘埃构成的分子星云。

分子星云也是宇宙大爆炸的时候,形成的物质,这些物质在引力的作用下聚集起来,而且越聚集越紧密,最终会形成一团高热旋转气体。

这股高热旋转气体就是恒星的初始状态,而这个过程就被叫做引力凝聚。

其实,这股高热旋转气体最终能不能形成恒星,还得看这股高热旋转气体的质量够不够大。

科学家以太阳作为参照物,如果这股高热旋转气体的质量是小于0.08倍太阳的质量。

这股气体的核心温度不会产生可以点燃氢核聚变的条件,最终就成不了恒星。

最差的只能变成一颗行星找另外一颗恒星,围绕人家去转动,只有仰慕的份。

最好的结果就是,核心温度启动不了氢核聚变,但启动了氘核聚变,就会变成棕矮星。

当质量是太阳的十分之一的时候,就可以形成恒星。

因为这股旋转气体的核心温度必然会超过一千万度,那么就会启动氢融合成氘,然后变成氦的过程。

而这个过程就会发出大量的光和热,这股光和热以辐射的形式出现,形成一种辐射压力,从而开始抵抗引力坍缩。

这就进入到了恒星的稳定期,科学家把这一时期的恒星叫做主序星状态。

而太阳就是这样的一个过程。

主序星阶段结束之后,又会因为恒星本身的质量问题,又走向不同的结局。

比如说太阳。

现在的太阳正值中年,他内部就是一个非常稳定的核聚变反应堆。

不过再怎么稳定的核聚变反应,终将走到尽头,毕竟核心的燃料氢总有消耗干净的一天。

等到消耗干净之后,太阳的主序星状态就结束了。

但这个时候,太阳内部的温度依然很高,高到依靠自身的能力已经无法平衡斥力和引力,变成了一种失控状态。

嗵的一声就炸了。

这么一炸开,就会释放出巨大的能量,想想氢弹爆炸的样子,把这个样子扩大几万倍,甚至是上亿倍。

于是从宏观上就会发现,太阳闪烁了一下,再出现在人们的眼前就变的更胖了,还变成了红色。

而闪烁现象要持续一百万年,太阳变成红色的大圆球之后,就被叫做红巨星,时间要持续几亿年。

在这个过程中,太阳系中的行星都要被红巨星给吞噬掉。

红巨星的内部,氦在继续充当燃料,继续反应下去,核心温度高达一亿度。

当核心的物质,大部分都变成了碳之后,温度才会下降。

红巨星阶段结束,一个白色的家伙被孕育而出,这就是白矮星。

体积已经和地球一样大,但质量却有一百万个地球的质量,一颗花生米大小的东西,质量就可以达到一吨。

白矮星是终点吗?不是!白矮星本身还有一部分过去的能量留存,这些能量慢慢的向外辐射,当辐射完毕之后,就变成了一块巨大的钻石,被叫做黑矮星。

因为这个时候星体不再发光,变成一颗黑乎乎看不见的星体了。

从白矮星到黑矮星,大概需要几百亿年的时间,但这个时间已经超过了现在宇宙的年龄。

所以至今未发现黑矮星,到是白矮星发现了很多,根据天文学家的说法,白矮星多的不计其数。

光整个银河系就有一百多颗。

怎么说呢?只要质量低于1.44倍的太阳质量,基本上最终的结局都是黑矮星。

如果质量是大于1.44倍和3.2倍之间,形成白矮星之后,在引力的作用下这颗白矮星就会继续坍缩,使其组成的物质中的电子,坠落到了质子中,让质子变成了中子。

最终就会形成一颗直径只有十公里到二十二公里左右的中子星。

而且这颗中子星的旋转速度是非常的快。

如果恒星的质量超过了3.2倍个太阳,继续坍缩下去,就是黑洞。

所以宇宙中的各种星体最初其实就是尘埃和气体,因为质量的不同,形成了不同的星体。

而质量足够大的,就形成了恒星。

因为恒星的质量有大有小,质量小的最终结果就是黑矮星,再大一点的就是中子星,再大一点就成了黑洞。

而黑洞按照质量的大小,又被分为超重黑洞,恒星黑洞,以及微型黑洞。

超重黑洞质量大的出奇,是太阳重量的几百万倍甚至是几百亿倍。

其实在宇宙中很多的星系中心就是一个巨大的超重黑洞。

就拿银河系来说,中心位置就是第一个质量是太阳质量四百万倍的超重黑洞。

至于恒星黑洞,质量和恒星的质量差不多。

微型黑洞是一个非常奇特的现象,质量很小,有多小呢?只有微观世界中的基本粒子可以和微型黑洞比大小,一般的物理概念已经解释不了了,只能使用量子理论进行解释。

不过这种微型黑洞也只存在于理论中,在现实中,还没有发现这种黑洞。

根据推测,微型黑洞只有两种情况下才会出现。

其一宇宙大爆炸的时候出现过,然后就是在各种大型的强子对撞机实验中出现过。

最后再补充一点。

在宇宙中,一个恒星系统中,其实是以双恒星和三恒星为主的。

所以在一个恒星系统中一旦出现中子星,就意味着会出现两颗以上的中子星,或者是黑洞。

像太阳系这样只有一颗恒星的系统,反而是特别稀少的。

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