中子星|中子星极为致密，若把地球压成一颗中子星，它的体积有多大？
本文参加百家号 #科学了不起#系列征文赛 。
太阳作为一颗中等质量的恒星 ， 它的平均密度并不是很大 ， 约为1.408*10∧3kg/立方米 ， 这个数字也就是比水略高 。
身为黄矮星的太阳 ， 虽然现在的密度并不是很大 ， 但在遥远的未来 ， 它却会成为一颗极为致密的天体 。
太阳凭借着它的光和热为整个太阳系提供着光亮与温度 ， 并且已经持续了大约50亿年 ， 而这一切都源于太阳上的氢核聚变反应 ， 不过太阳的燃烧并不能永远持续下去 ， 在30到50亿年之后 ， 太阳上的氢元素也会逐渐消耗殆尽 ， 随着压力和温度的进一步提升 ， 氦元素的聚变被点燃 ， 于是太阳便会由氢核聚变阶段进入到氦核聚变阶段 ， 此后 ， 太阳上的聚变反应会不断向更重的元素推进 ， 直到碳或氧 ， 由于太阳本身的质量有限 ， 所以到达碳或氧之后 ， 便无法将核聚变向更重的元素推进了 。
当太阳上的核聚变被推进到碳或氧之后 ， 太阳便会在自身的引力作用下向中心坍缩 ， 物质被不断挤压 ， 密度持续提升 ， 最后会成为一颗极为致密的白矮星 。
那么这颗致密的白矮星的密度到底有多大呢？白矮星的密度并不一致 ， 这是因为质量越大的白矮星 ， 它的引力作用就越大 ， 密度自然也就越大 ， 不过最小的白矮星 ， 它的密度也能够达到每立方厘米100公斤 ， 而最大的白矮星的密度甚至可以达到每立方厘米10吨 ， 如此致密的物质 ， 在地球上是无法找到的 。 虽然在地球上找不到如白矮星一般致密的物质 ， 但是在宇宙之中 ， 比白矮星更加致密的物质却广泛存在着 ， 而其中密度最高的就要数中子星了 。 当然 ， 在理论上 ， 黑洞的密度远高于中子星 ， 但黑洞内部的逃逸速度超越了光速 ， 所以黑洞是一个不可见的天体 。
所以我们可以这样说 ， 在可见的宇宙天体之中 ， 中子星的密度是最高的 。
那么中子星的密度到底有多高呢？和白矮星一样 ， 中子星的密度也并不一致 ， 质量越高的中子星 ， 它的密度也越高 ， 不过最小的中子星 ， 它的密度也可以达到每立方厘米8000万吨 ， 而大质量的中子星密度甚至可以达到每立方厘米20亿吨 。
只是列出数字并不足以让人对中子星的密度产生切身的感受 ， 那么我们就来举一个例子吧 ， 地球的平均密度大概为每立方厘米5.5克左右 ， 从数字上来看 ， 这就与中子星每立方厘米8000万吨相差甚远 ， 那么如果我们将地球挤压成一颗与中子星密度相等的天体 ， 那么地球会缩小到何种程度呢？地球将会变为一颗直径在20米左右的小球 。
中子星如此令人惊叹的密度到底是从何而来的呢？其实中子星的前身和白矮星一样 ， 也都是一颗恒星 。
不同的是 ， 中子星的前身是一颗大质量的恒星 。 太阳作为一颗黄矮星 ， 只能够坍缩为白矮星 ， 而通常认为如果一颗恒星的质量达到太阳质量的8到30倍 ， 就可以将核聚变推进到铁元素 ， 之后会通过超新星爆发而坍缩为一颗白矮星 ， 而质量超过30倍太阳质量的巨大恒星则会坍缩为黑洞 。
超新星爆发是一种极为强烈的天体活动会在一瞬间释放出巨大的能量 ， 这股能量可以达到恒星一生所释放能量的数十倍 。 在超新星爆发过后 ， 再也没有任何力量可以阻止物质向中心坍缩 ， 于是随着密度逐渐的提升 ， 一颗完全由中子星物质所构成的天体就诞生了 ， 它就是中子星 。
与白矮星不同 ， 中子星坍缩的过程并不仅是提高了物质之间的密度 ， 由于强大的压力 ， 原子会被直接压碎 ， 原子核外的电子会被压缩到原子核之中 ， 于是电子与质子结合形成了中子 。
【中子星|中子星极为致密，若把地球压成一颗中子星，它的体积有多大？】原子是很小的 ， 但原子核更小 ， 一般而言原子核只占原子体积的几千亿分之一 ， 而中子星物质原子核外的空间已经彻底被压缩 ， 所以中子星物质的密度实际上也就是原子核的密度 ， 这就很容易理解为什么中子星会拥有如此之高的密度了 。 中子星完全有中子所构成 ， 同样的 ， 中子星上的物质也完全依赖于中子星特有的条件 ， 一旦中子星物质离开了中子星 ， 那么它也就不再是中子星物质了 。 不过每立方厘米就可以达到8000万吨以上的物质 ， 也没有任何可以把这种物质带离中子星 。
推荐阅读
- 黔东南|贵州深山之中的古村寨，还保留着极为传统的生活方式
- 走失|熊孩子学轮滑贪玩走失，民警积极为其寻找家人
- 利用|官博疑似利用职务追星？积极为姚琛综艺营业，却对他漠不关心
- 电视剧|平凡的荣耀：卜冠今戏份少却极为关键；马西园和曲总或是恋人关系
- 甄子丹 |从动作明星到动作巨星：“宇宙最强”甄子丹电影排行榜
- 中子星|如果把一立方厘米中子星质量放在地球上，地球会不会被穿透？
- 中子星|中国“慧眼”卫星直接测量到迄今宇宙最强磁场
- 农村植物记|农民称它：埋在山里的“青玉”，目前极为珍贵，遇见别错过
- 盗版网站就像寄生虫 付出的成本极为低廉