密度最大的物质能大到什么程度?每立方厘米重达20亿吨

我们生活在一个多姿多彩的物质地球中,而人类能够通过自己的聪慧才智将物质加工成为我们能使用的物品,再通过这些物品去改造我们所在的现实地球,让我们的生活变得更加舒适。

在远古时代,人们使用的是石头、木材等随处可见的材料,而等到人们的生产力进一步进展之后,就开始开采地下的金属了,因为发现金属不仅强度更高,还能够通过高温的方式融化、塑形,并且将各种金属混合在一起,得到强度、韧性都更加优秀的器具。

直到现在,金属都是我们最常用的材料之一,为人类的进展起到了主要的作用。

金属普遍有一个特点,那就是密度比起其他的常见材料来说更大。

密度带来的最直接不同,就是相同体积下的质量不同。

金属的种类不同,其密度也有很大差别,比如我们经常用来创造负重、铅球的金属铅,就是一种密度巨大的金属。

但铅并不是密度最大的金属,目前人类在地球上发现的,密度最大的金属是锇,每立方厘米的质量大约是22.59克。

但实际上地球上不少金属都是初生阶段经由陨石和小行星带来的,宇宙中的物质明显更加丰富。

密度最大的物质或许我们已经觉得金属的密度已经足够大了,但是和宇宙中的某一种物质比起来那简直是小巫见大巫。

我们的地球处在一个银河系的角落,围绕着太阳太阳转动,这颗太阳对于我们来说有着无可替代的作用,但是实际上却只是太阳中的小个子,密度也不算大。

真正的大密度天体是中子星,这种物质的密度是多少呢?我们使用地球上的克当作单位已经无法衡量,真正属于它的单位应该是亿吨。

天体的重量达到亿吨很常见,但你见过仅仅一立方厘米就达到亿吨之重的物质吗?中子星的密度最高就能达到每立方厘米20亿吨。

或许有人对于这个重量难以想象,我们就拿地球上常见的物质水来说,一立方米的水的重量大约是一吨,20亿吨就是20亿立方米的水,大约是2立方千米。

假设一个箱子是2立方千米大,那么其中能容纳160亿人。

然而就是这样一个对于水来说无比夸张的单位质量,却能浓缩在一立方厘米之中,这就是中子星。

既然中子星的密度这么大,是不是说明宇宙中其他的星体密度也巨大呢?本来我们在研究之后会发现,并不是这样,中子星属于一个例外。

其他天体的密度就拿我们最为熟悉的地球来说,它重要是由岩石构成,其密度大概比水更大一点,不过也没有本质上的分别,大约每立方厘米5.5克左右。

太阳是我们的太阳,重要由氢原子和氦原子构成,其密度大约是每平方厘米1.409克,而之所以太阳的质量比地球大那么多,重要是因为它的体积太大了,因此总质量也达到了地球的33万倍。

太阳大多是气体构成,因为这样才干够让它们持续进行核聚变反应,释放出光和热。

但是,当太阳经过了主序星阶段之后,密度会再一次发生变化。

宇宙中的一些年老太阳看起来体积不大,但质量十分惊人,比如我们发现的R136a1星,就是太阳质量的两百多倍。

究其真相,是因为太阳在到达了一定的年龄之后,会因为物质能量的消耗而出现引力坍缩,这时候的密度会大幅增长,所以看起来小,实际质量却大。

根据能量守恒定律,太阳本身的质量并不会产生改变,但是密度却会随着状态不同而改变。

因此我们能这样说,这些密度远远大于太阳的天体,很有可能在某个阶段的体积也要远远大于太阳。

那么,在上文中我们提到的密度最大的天体,每立方厘米重达20亿吨的中子星,其前世今生又是怎么样?中子星是怎么产生的?就像是人会经历童年、青年、中年、老年一样,太阳也并非是一种永恒不变的天体,它们也会在不同的年龄中呈现出不同的状态,对于外界的影响也各有不同。

就拿我们的太阳太阳来说,现在的太阳已经50亿岁了,它当作主序星的寿命已经过去了大约一半。

在50亿年之后,太阳中的氢会燃烧殆尽,而它的体积将会持续扩大,变成一颗酷热的红巨星。

等到那个时候,太阳系的很多行星都会被变大的太阳所吞噬,其中也包括我们的地球。

在扩大之后,太阳会持续燃烧,直到又一次的燃料用尽,那么它们就会开始坍缩,变成一颗密度更大、体积更小的天体。

坍缩之后,由于星球内部能量的高度集中,它们最后会产生超新星爆发,大量的物质将会以极快的速度被抛出,在经过一段时间之后只剩下了其中的内核,而这个内核将根据太阳本身的大小转变为不同的星体,其中的一种可能性就是变成中子星。

要最后形成中子星,这颗原来的太阳的大小不会超过太阳20倍,否则就会变成另外一种完全不同的宇宙物质——黑洞。

下面,我们就来详解一下中子星的特点和它的发现古代吧。

中子星的发现在天文学分类上,中子星介于白矮星和黑洞之间,在上世纪60年代才被人们所认知。

本来早在上世纪30年代,中子星可能存在的假想就被科学家提出来了,但这终究是一种假想,人们并没有真的发现它。

中子星最后也不是被人看到的,因为它的密度非常大,所以体积也相对较小,大约十公里直径的中子星就和太阳的质量相当,如果体积大到了一定程度,那么就会成为黑洞了。

中子星中的一部分会变成脉冲星,它会持续向着宇宙发射出强烈脉冲波,这样的信号在60年代被人捕捉到,人们这才证实它的存在。

中子星并不是永恒的。

它在运动的过程中依然在不停地释放能量,所以我们才干够接收到它发射的脉冲波。

因为中子星并不是每一处都有脉冲,因此我们接收到的信号并不连续,而是随着中子星的转动而改变。

和太阳不同,中子星的表面不是液态或者气态,而是一个固态外壳,一般是铁等金属构成,而在内部是液态的中子流体。

中子星的能量辐射极为惊人,只需要一秒钟释放的能量,就能让整个地球上的人类使用数十亿年,足以见得总量之大。

在中子星释放完自己的能量之后,它会变成另一种星体,黑矮星。

理论上来说,黑矮星是一种太阳燃烧殆尽之后的残骸,它完全不发光,也不像黑洞那样会吸收周围的一切,因为它已经不会再向外释放出能量,处于一种完全冷却的状态。

遗憾的是,这种外星体目前只存在于理论当中,因为根据科学家们的猜测,黑矮星大约需要太阳经过200万亿年才会完成蜕变,但是我们的宇宙仅仅只有137亿岁而已,离形成黑矮星的时间还十分久远。

我们对于中子星的观测我们对于中子星的认识还非常有限,由于中子星自身的体积很小,所以我们基本无法从视觉上对其进行观测,唯一的方法就是研究其释放的电磁信号,这就要使用到一种特别的望远镜,那就是射电望远镜。

射电望远镜看起来就像是一个很大的雷达,它能够精确地捕捉来自外宇宙的各种能量,让人们能够从另一个角度看到浩瀚的宇宙,对中子星等特殊的天体进行分析。

我国也十分重视对于中子星,尤其是脉冲星的研究,目前已经建成了地球上最大的射电望远镜,它的全称是500米口径球面射电望远镜,也被形象地称之为中国天眼。

自投入使用以来,中国天眼已经发现了370多颗新的脉冲星,并且还对快速射电暴等奇特的天文现象进行了捕捉和分析。

而且这还不是我国对天体进行观测的终点,我国在未来还会修建更多的天眼,争取对脉冲星进行更多的研究。

结语近年来,科学家们对于宇宙又有了更深的认识,提出在中子星和黑洞之间还有一种能量更强的星体——夸克星。

不过就像是曾经的中子星一样,夸克星的存在也处在假说的阶段,没有真正被人类所发现。

在这样的前提下,我们只有不断地进展自己的科技,才有机会在未来发现更多的天体,去证实或者推翻那些猜想。

不管是肯定还是否定的答案侦破纪实:对于我们来说都意义非凡,能够让科学技术持续进步。

我们对于宇宙的了解还非常有限,毕竟人类只是茫茫宇宙中比尘埃还要微小的物种,不管是生命的长度还是能力都微不足道。

但就是这样的人类,也一直在不断前进,用我们有限的生命和能力去探索无穷的宇宙。

相信在未来,我们能够进一步弄清楚太阳的前世今生,让我们对于未来可能遭遇的一切有充分心理准备,不至于在危机到来的时候手足无措。

人类文明进展到今天并不容易,我们自然还是希望种族能够一直延续下去,制造更加辉煌的未来。

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