若地球變得跟中心星一樣致密!體積究竟有多大?你絕對想不到

有趣探索 2024-04-10 18:24:35

假如地球人類掌握了超光速技術,駕駛著飛船在銀河系中穿越時,除了要躲避連光線都吞噬的隱型黑洞外,見到中子星也一定要遠遠地躲開,因爲中子星引力也大得驚人,遠超太陽,以防飛船被吸了進去。

的確,中子星是浩瀚宇宙中除黑洞外密度最大的天體,引力當然也是十分強大,我們銀河系中到處都是中子星,數量多得驚人,過去4年,我國天眼共檢測到883顆脈沖星,這還只是銀河系的冰山一角。

那麽中子星密度究竟有多大?如果我們地球變得跟中心星一樣致密!體積究竟有多大?它的尺寸大小你可能絕對想不到。

我們知道世界上一切物質都由原子組成,原子由原子核和核外帶負電的電子組成,原子核又由質子和中子組成,電子圍繞著原子核旋轉,原子核質量雖占99.96%的質量,但體積卻只占總體積的幾千億分之一。

但原子核內部能量極大,科學家稱之爲“強力”,“強力”是電磁力的137倍,將所有的質子和中子牢牢地束縛在一起,不僅如此,還將以接近光速運行的電子牢牢地束縛在一起。

在正常情況下,原子本身不帶電,但原子核中質子帶正電,中子不帶電,核外電子帶負電荷,這導致原子的中子與電子數量相等。

在微觀世界裏,原子類似太陽系,內部極其空曠,原子核是太陽,使用強大引力將所有天體鎖定在日光層內,包括八大行星、彗星、矮行星和小行星,由此可見,看似極其致密的原子內部空間極大,有很大的壓縮空間。

中子星是恒星能量耗盡引發超新星爆炸後的産物,恒星體積遭遇劇烈壓縮,原子遭到破壞,“強力”也頂不住了,核外電子被強行壓入原子核中與質子合並轉化成中子,形成了致密的中子星。

恒星演化到末期根據其自身質量變成三類天體,白矮星、中子星和黑洞,我們的太陽是恒星,已經燃燒了46億年,還能再燃燒50億年,50億年後能量耗盡變成那類天體呢?

太陽是太陽系中最大的天體,質量約爲2×10^30千克,占太陽系總質量的98.86%,質量約是地球的330000倍,太陽看似很大,但跟銀河系中的萬千恒星相比,其實就是一顆較小的恒星。

由于太陽質量較小,能量耗盡後先形成星殼和星核,接著星核向內坍縮變成白矮星,只有恒星質量是太陽質量1.44倍以上才能變成致密的中子星,中子星質量雖然遠遠超過太陽,但是體積卻非常小,其直徑只有十余公裏,只相當于地球上的一座超級大山。

中子星是宇宙中除黑洞外密度最大的星體,密度達到了8^14~10^15克/立方厘米,是水密度的100萬億倍,也就是說一立方厘米的中子星質量爲10億噸。

若我們地球密度變得跟中心星一樣致密,那麽體積是多大呢?有人說地球變得只有足球那麽大,有人說只有乒乓球那麽大,到底多大呢?其實我們直接可以計算出來。

地球質量約爲5.965×10^24千克,這是經過科學家計算出來的結果,而中子星密度約爲每立方厘米10^15克,根據公式:m=ρv,m爲質量,ρ爲密度,v爲體積,經計算得出地球體積爲5.965×10^9立方厘米。

地球是一個球體,我們可以根據球體的體積公式V=43πr^3來計算出地球變得跟中子星一樣致密時的半徑。

r=(3V/4π)^(1/3)=((3*5.965×10^9)/4*3.14159)^(1/3)=1125.055厘米,地球直徑D等于2250.110厘米,也就是說地球變得像中子星一樣致密,那麽直徑變得只有2250.110厘米,約等于22米,實際比足球可要大得多。

但是我們的地球不可能變得像中子星那樣致密,這只是一種假設,目的是爲了證明中子星的密度有多大。

1 阅读:113
评论列表

有趣探索

簡介:分享有趣有料的科學知識,咱們一起去探索!