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中子星是宇宙中一种十分极端的天体 , 其物质状态与众不同 。 倘若在中子星上挖出1立方厘米的物质 , 然后将其置于地球上 , 这会有怎样的结果?
中子星的来源中子星是宇宙中密度最大的天体之一 , 它们之所以拥有极高的密度 , 与它们的形成方式有关 。 中子星的前身是恒星 , 只不过这种恒星要比太阳重得多 , 它们的质量为8至20倍太阳质量 。 这种恒星在消耗完核聚变燃料之后 , 由于辐射压不足 , 它们的核心会剧烈坍缩 , 导致外层物质向外猛烈爆发 , 从而产生超新星 。
在核心发生引力坍缩的过程中 , 原子的电子壳层无法抵挡重力 , 将会被压碎 , 形成高密度的电子简并物质 。 不过 , 电子简并压力仍然无法抵挡重力 , 引力会进一步把电子压缩到原子核中 。 原子核是由带正电的质子和电中性的中子组成 , 进入原子核中的电子就会与质子相结合 , 形成中子 。 由于中子简并压力足够强大 , 能够抵挡重力 , 不会继续发生引力坍缩 , 结果就产生了主要由中子构成的中子星 。
中子星的密度在中子星中 , 原子核紧密排列 , 只是原子核中基本上都是中子 。 中子星非常致密 , 其密度与原子核相当 , 达到了5×10^17千克/立方米 , 这相当于太阳平均密度的350万亿倍 。
经过超新星爆发之后 , 前身恒星大量的物质都被抛射到太空中 , 残留核心所形成的中子星质量一般为太阳质量的1.4至3倍 。 但由于强烈的引力坍缩作用 , 中子星的半径仅为10至20公里 , 而太阳的半径将近70万公里 。
把中子星物质放到地球上如果在中子星上取出1立方厘米的中子简并物质 , 那么 , 它的质量将会高达5000亿公斤 , 即5亿吨 。 倘若把这块物质放到地球上 , 将会出现怎样的现象呢?地球会被破坏吗?
中子简并物质只有在巨大引力下才能存在 , 而当把它们置于地球上时 , 由于没有引力束缚 , 中子简并物质将不复存在 , 它们会变成自由中子 。 这种粒子是非常不稳定的 , 它们会发生β衰变:
【如果把1立方厘米的中子星物质放到地球上会怎样?】结果会产生质子、电子以及反中微子 。 自由中子的半衰期只有10.2分钟 , 平均寿命只有14.7分钟 。 β衰变所产生的粒子可能会与自由中子相结合 , 产生氢气或者其他普通物质 , 地球本身并不会遭到中子简并物质的破坏 。
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