宇宙空间中有一种密度最大、体积最小的物体,它叫做中子星。众所周知,在恒星寿命结束后,一些质量较小的恒星将成为白矮星。超新星爆发时会发生大质量和超大质量的恒星,在这之后恒星剩余的星核开始收缩,最终形成中子星。假设地球被压缩成只有22米大的中子星。那中子星的尺寸是多少?之前推测它大概在8-16公里左右。随后,法兰克福歌德大学和FIAS的天体物理学家通过精确的统计方法计算出答案,最小的中子星大小仅为1.5公里,直径仅相当于法兰克福市,尽管这可能只是粗略的估计。
地球每天只有24小时,这代表着地球自转的一个星期。而且中子星旋转得很快,可以达到1秒几百转。现在,人们发现自转最快的速度是每秒圈,这比地球快1亿倍,而且站在地球表面的速度会超过光速。
中子星与黑洞
超新星爆炸发生在恒星末尾之后,如果星核的质量超过3倍于太阳,则会发生物质崩塌,最终形成奇点,其体积无限小,密度无限大。最后从人类的视界点消失,并形成一个能够吸收包括光在内的所有周围物质的区域,这就是史瓦西半径。当物体的实际半径小于它的斯瓦西半径时,这个物体就可以叫做黑洞。
黑洞与中子星都是神秘物体,特别是黑洞更令人难以置信。例如宇宙大爆炸时的奇点,这一点体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空弯曲无限大,这已经违反了物理学的常识,更何况物质在大爆炸时以超光速扩散,而相对论提到真空中的物质只能无限接近光速。所以,对于中子星和黑洞来说,如果这两个神秘的物体相遇,会发生什么呢?大体如下
相交大约亿公里后,中子星磁场发生波动,表面物质变得不稳定。千米的时候,中子星的表面物质会离开并围绕黑洞。在千米内,两者发生碰撞,中子星的能量将被消耗,最终被吞噬。无论中子星体积有多大,吞噬过程都不会超过6小时。
组织与密度
谈到密度这里要谈到的一个要点是:“正常物质结构的最大密度”。也就是说,物质再密集,其电子和原子的结构也是完全的。例如白矮星,虽然密度很大,但仍有正常的物质结构。但中子星是如此的密集,以至于电子被原子核压缩,而同质子和中子压缩在一起。就像原子一样,构成了整个中子星。
以35.28km/h的速度流过地球表面,但如果流过中子星,则流过速度可达000km/h。对的,1百万公里,因为中子星的引力太大,假定一个平均体重的人从中子星表面自由坠落,最终的撞击产生的能量相当于2亿吨核爆的能量。
笔者见有人猜测,说拿一勺中子星上的物质,带到地球上会发生什么?恐怕地球承受不了这一勺物质,我们通常用1立方米的克来计算物质的密度。例如每立方厘米水的密度为1克,铁7.9克,汞13.6克。但中子星上有多少克物质呢?按地球引力计算,可达十亿吨!这种物质,如果在地球上放一勺,恐怕直接到地心,地球上没有任何物质能阻挡它。