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浩瀚的宇宙有无数的天体,在这些天体中又大体可以分为几类,例如行星,恒星等。除了这些我们常见的天体之外,宇宙中还有一些比较稀有可怕的特殊天体存在,例如中子星,黑洞等。
对于黑洞,相信朋友都听说过,它最早的时候是相对论之下的一个猜想天体,后来通过科学家的大量观测研究,证实了黑洞的存在,并且还在2015年公布了人类首张黑洞照片。
黑洞之所以可怕是它的质量达到了一个极致,极致的质量带来了极致的引力,从而让它具备了吞噬这样的技能,任何靠近黑洞的物质都会被它的引力不断拉扯,最后被吞噬掉。
虽然我们知道了黑洞的存在,但是想要观测到它的真面目,目前还做不到,它的引力太强大了,光和电磁波都无法从黑洞中逃脱出来,自然我们也就无法通过目前的观测手段真正看到黑洞的真身是什么样子。我们目前观测到的黑洞只是在它强大引力下形成的一个吸积盘。
科学家猜测,黑洞的本质就是一个密度达到极致的奇点,它位于吸积盘的中心,通过高速的旋转再加上极致的引力扭曲着周围的空间,从而不断将周围的物质吞噬,形成了明亮的吸积盘。
我们无法真正观测到黑洞的真身,那是否就无法来研究它的奥秘呢?当然不是,事实上,在宇宙中还有一种天体跟黑洞有一些相似,它们有着共同的起源,从本质上讲是同一类天体,这种天体就是我们都知道的中子星。
那么何为中子星呢?其实所谓的中子星同黑洞一样,都是密度达到了极致的天体,在目前人类的认知中,它的密度仅次了黑洞,都是恒星演化到末期后的产物。
中子星的密度为每立方厘米8^14~10^15克,相当于每立方厘米重1亿吨以上。我们都知道,构成世界万物的基本粒子是原子,它是由中心的原子核和绕核运动的电子构成。
原子的构成并不复杂,它的内部空间是非常空旷的,中心的原子核质量占到了整个原子的大部分,而且密度非常大,如果将原子核放大到一个篮球那么大,整个原子的直径可以达到14公里。
原子的内部空间如此空旷,很多人就会想到只要我们给原子一个外加的力,就可以将原子内的空间不断压缩,最后会得到什么?当然,在现实中我们很难将原子进行压缩,它需要一个超出我们认知的强大力量。
虽然在我们的现实中很难将原子进行压缩,但是在宇宙的浩瀚力量面前,却可以轻松做到这样的事情。而在宇宙力量之下,通过这样的压缩形成了一种可怕的天体,它就是中子星。
中子星从本质上来讲就相当于一个放大版的原子核,它的密度就是原子核的密度,是水的密度的一百万亿倍以上。那么如此可怕的密度到底是如何形成的?
我们都知道,中子星其实就是恒星末期演化后的产物,而恒星是宇宙中普遍存在的一种天体,它的中心是一个巨大的核聚变反应堆。要了解中子星的形成,我们就先要了解恒星的形成,而恒星的形成跟宇宙中四大基本力中的引力有关。
虽然引力在宇宙四大基本力是是最弱的一种力,但是它具备一个强大的特征是基本三种力没有的,那就是长程力。也就意味着引力是可以无限叠加的,大量的物质聚集在一起,形成的引力会非常恐怖,而恒星和中子星其实都是引力的伟大杰作。
恒星的前身就是一团物质聚集而成的星云,星云通过不断的旋转,大量的物质向中心聚集形成了原始的恒星。在原始恒星的形成过程中,它的体积会随着自身引力的不断增加而不断地压缩,就好像在恒星的外面有一只无形的大手在不断地将大量的物质捏在一起。
当原始恒星的体积压缩到一定程度的时候,核心的轻原子核就会在高温高压下发生核聚变,从而释放出大量的能量,这个时候也就点燃了恒星内部的核聚变。有了核聚变释放出的大量能量,也就可以抵挡住恒星的进一步收缩,这个时候恒星的内外就形成了一种相对稳定的状态,于是一颗耀眼的恒星就诞生了。
可是恒星内部的核聚变需要消耗氢这种原料,随着核心的氢元素不断减少,走到了末期的时候,其内部的能量也就无法继续在支撑抵挡外部的引力。这个时候内外的压力会失去平衡,恒星外围的物质继续向内部压缩,而能够压缩到什么程度,跟恒星的质量有关。
若是恒星的质量较小,例如太阳这样的黄矮星以及更小的红矮星,那么恒星的核心物质的电子所形成的“电子简并压”就可以抵挡住引力,于是恒星的核心就会演化成一颗白矮星。
若是恒星的质量更大一些,其核心质量就会超过“钱德拉塞卡极限”(约为太阳质量的1.44倍),那么“电子简并压”就抵挡不住引力了。在这种情况下,恒星的核心物质就会被引力压缩进原子核,并与质子发生结合,形成中子,这些中子聚集在一起就可以与恒星的引力进行抗衡,逐渐演化为中子星。
如果恒星的质量再大一些,那么核心质量就会超过“奥本海默极限”,最后演化为目前已知的宇宙中最强大的一类天体-黑洞。由此可见,白矮星,中子星和黑洞的起源都跟恒星有关系,都是恒星走到末期,由于质量的不同,在抵抗引力的过程中演化出的不同天体。
中子星再缩小很多倍,也就变成了黑洞,所以我们通过研究中子星其实也就可以窥探到黑洞的一些秘密。中子星的密度达到了一个极致,所以它在宇宙中的可怕仅次于黑洞,甚至在某些时候中子星的威胁还要大于黑洞。
黑洞一般情况下一旦形成之后,它的位置就不会发生变化,可是中子星不同,它是一种可视化的强大天体,是可以移动的。如果一个恒星系的周围发生了中子星的碰撞,那对于这个星系的生命星球来说将会是一场可怕的末世灾难。
而中子星一旦成为流浪的天体,那更是无物可阻挡,不管是恒星还是行星,只要跟它正面撞上,基本也就完蛋了。所以,我们可以看到在一些科幻小说中,一些强大的星际文明会将中子星进行改造,让它成为一种可怕的星际武器,摧毁拦在前面的一切。
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