如果一颗足球大小的中子星撞向地球会发生什么?
如果一颗足球大小的中子星撞向地球会发生什么?这是一个大胆冒险的设想,中子星可不是好惹的,地球在它的面前就是一个渣渣的存在。
中子星其实就是大质的恒星在演化的末期形成的一种形态。在恒星的主序期内,其内部的组成大部分为氢气,在高温高压作用下发生核聚变反应,向外持续散发光和热。如果恒星质量较小,当氢气聚变反应行将结束之时,根据强德拉卡极限(约是太阳质量的一半左右),恒星的内部热量和压力不足以支持氦的核聚变,恒星就会演化为白矮星。
当恒星的质量达到太阳一半时,可以继续进行氦的核聚变,体积膨胀形成红巨星,我们的太阳在生命后期也会经历红巨星的阶段。在红巨星的后期,质量更大的恒星仍然可以继续进行碳乃至更重元素的核聚变,一直到达铁为止,此时恒星向外的辐射压消失,恒星外壳的物质便会被吸进内核,引起恒星的塌缩,同时释放大量热能和聚变产物,形成超新星爆发。
在超新星向外抛洒大量物质的同时,内核继续收缩根据泡利不相容原理,在电子简并压力不能支撑自身重量产生的引力时,原子核外的电子就会被压进原子核内,电子与质子就会结合形成中子,当中子积累到一定程度后就会形成中子星。质量继续增加的话,中子的简并压都不能抵抗引力时,就会继续塌缩形成黑洞。
中子星的密度是极大的,因为在巨大压力的作用下,外围电子都被压进原子核内,原子内以前广阔的空间被完全压缩,原子核的排列就变得异常致密。据估算,一勺中子星物质,其质量可以达到十亿吨之巨。所以中子星的体积不会很大,一般只有10-20公里。
理论上,我们不可能找出像足球样大小的中子星,这么大的话反而不能维持中子星内核的巨大压力,会在15分钟内迅速发生衰变,释放巨大的能量。
假如有足球大小的中子星物质撞向地球,根据中子星的密度是水密度的100万亿倍计算,每立方厘米的质量就至少有一亿吨。一个足球的体积我们设定为600立方厘米,那么一个足球大小的中子星物质总质量约为600亿吨。那么由撞击能量以及中子星衰变产生的能量,加一起就可能达到几十亿颗原子弹同时引爆的效果,后果可想而知,地球肯定会被炸得四分五裂的。