中子星是怎么形成的呢?
当大质量恒星,一般是8倍太阳质量以上的恒星在演化末期经由超新星爆发,大量的物质会被抛出去,然后会剩下一个内核,当内核的质量介于1.44-3倍太阳质量之间,那么就可以形成中子星。一颗典型的中子星半径介于10-20km之间,可以想象,其密度是多么的恐怖。我们经常在科普文中看到中子星上的1立方厘米的物质可以重达数亿吨之巨,原因就在此。
题目说把中子星的物质放到地球上,这里需要知道是中子星的哪部分物质,由于中子星的物质也是分层的,外壳、中层与内核的物质是不一样的,有好几种之分,这里没必要都介绍,现在我们假设将中子星简并态物质挪到地球来。
在正常情况下,中子星上的物质是不可以离开中子星的,因为中子星的物质之所以保持状态,全是靠自身引力以及中子简并压力共同作用下形成的,其中自身引力是不断地收缩,而中子简并压力是对抗引力收缩,从而达到平衡状态。如果中子星物质突然离开了这样的环境,自然是无法保持原样的。
另外,想要用铲子铲一块中子星物质也是不可能的,它表面的坚硬程度远超我们现在技术可以铲一块的能力。
但是,这些问题我们都不去考虑,为了满足题主的愿望,我们设想中子星物质突然降落到地球表面上,会怎么样呢?
前面说了,1立方厘米的中子星物质重数亿吨,也假设它是中子简并物质,由于突然出现在地球上,中子就会迅速地衰变,平均半衰期只有15分钟,在衰变的过程中,它会成为一个稳定的质子,释放反中微子与电子。然而在这个过程中,衰变前与衰变后的粒子总质量是不对等的,衰变后的粒子总质量小于衰变前的粒子总质量,这说明有部分的质量转变为能量释放出去了,这可以由E=mc^2(c是光速数值,单位是米每秒)来描述,损失的质量乘以c^2,得出的数值是极其庞大的。
由于原本数亿吨中子星物质这个基数太大了,那么最终所释放的能量也是极大的,也许地球就成下面这个样子了。不过,并不会穿透地球。
文/科学船坞