这是网友邀答的问题,有问必答,就不厌其烦的说一下。
在中子星上,一切我们地球上存在的物质都不复存在了。中子星上只有中子,是一种特殊的物质状态。
这是由于质量巨大而体积很小的天体,引力压力太大,原子被压垮了,原子核也被压碎了,电子压进了原子核中,与质子中和成为中子,加上原来的中子,整个星球就是由中子组成的一个大原子核。
一个中子星的质量必须在太阳质量的1.44倍以上,否则就成不了中子星,这是由于钱德拉塞卡极限决定的。
钱德拉塞卡极限认为,当一颗太阳质量8倍以下恒星死亡时,核心会发生重力坍缩,当坍缩到达到一定程度,电子简并压力将会阻挡这种坍缩,这样的天体就是白矮星。
太阳的归宿是成为一颗白矮星,体积和地球差不多,上面的密度为1~10吨/立方厘米。
而电子简并压能够承受的最大质量就是太阳质量的1.44倍。
超过这个极限,恒星核就会进一步坍缩下去,成为一个中子星。
钱德拉塞卡极限公式见下图:
也就是说最小的中子星质量在太阳的1.44倍以上。中子星是极端至密的星球,一般半径在10千米左右。
我们太阳半径为69.6万千米,把比太阳还大的一个天体压缩到只有10千米范围,压缩了多少倍?大家随便算一下,就应该大致知道这个密度有多大了。
所以,中子星的密度一般在每立方厘米1亿吨到20亿吨之间。
我们知道,在地球上所有的物质都是有原子组成,而原子由核外电子和原子核组成,原子核只占有原子体积几千亿分之一,却占有了整个原子99.96%以上的质量。
也就是说,原子的主要质量都集中在原子核上,而原子核的体积却很小,因此原子核的密度是极大的。
这个大有多大呢?一般认为达到10^17kg/m3,也就是每立方米达到10^14吨,每立方厘米1亿吨。
事实上,这个密度只是中子星的下限,一些更加至密的中子星可以达到每立方厘米20亿吨。
这样就可能存在两个原因:一是原子核的密度比目前认为的还要大;另一个原因就是原子核中子间还是有间隙的,中子星的中子排列比原子核还要紧密。
既然中子星上所有的物质都被压缩成了中子,也就没有任何地球物质的性质了,还会有水的存在吗?
所以,中子星只有一个大中子核。不管我们认知的地球上的水还是火,还是人猪马牛金银财宝,到了那里只有一种形态~中子。
全世界所有的人到了中子星,堆在一起还没有一个指甲盖大。
中子星引力巨大,靠近它的天体或星际物质都会被它吃掉,当中子星吸积达到太阳质量的3倍以上时,就超过了奥本海默极限,中子简并压就再也承受不住质量导致的引力压力,就再也没有什么力量能够阻止其无限坍缩了。
在剧烈的超新星爆炸中,中子星会坍缩进自己质量的史瓦西半径内,成为一个黑洞。
史瓦西半径有多大?太阳史瓦西半径约3000米,一个1.5倍太阳质量的中子星史瓦西半径4500米,3个太阳质量的中子星史瓦西半径9000米。
史瓦西半径计算公式为R=2GM/C²
也就是2个引力常量与天体质量的积除以光速平方。
质量一旦被压缩进自己的史瓦西半径就再也看不见了,成为宇宙中一颗一切通吃的终极天体~黑洞。
这时候的物质就连中子也做不成了,成为一个无限小的奇点,一个虚无的超时空玩意。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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