2倍地球質量,10立方厘米大小,在地球后果如何?輕一點全是黃金
2022-04-16由 星辰大海路上的種花家 發表于 農業
質子數是什麼意思
很多朋友喜歡一些腦洞的假設性思維,比如標題中的10立方厘米的正方體,質量是地球兩倍,而且還出現在地球上,這些都是不可能的事情,但科學允許我們做一些思想實驗,也能看看我們發現的各種要素揉合在一起有多有趣!
質量是地球2倍的10立方厘米物質,還能成為正方體嗎?
根據流體靜力平衡,超過地球1/5000的質量將會在引力作用下大致保持球形(直徑大約500千米以上),這就是矮行星和小行星的區別,因為小行星是小於這個尺寸,外形不規則,而矮行星則在流體靜力平衡下保持球體,但仍然無法清理自身軌道天體的定義,冥王星顯然就符合這個矮行星的規範!
小行星
既然不能保持正方體,那麼這個10立方厘米的球體,半徑是多大呢?
R≈1。42釐米
當然我們得確認下這個尺寸和史瓦希半徑相比,到底是大於還是小於,因為這很關鍵,質量那麼大的球體,尺寸又那麼小,極有可能坍縮成黑洞!
將各個引數代入計算得r=17毫米,也就是1。7釐米,這個尺寸已經大於上文計算得到的1。42釐米,這表示什麼意思?
當天體的尺寸等於或者小於其史瓦希半徑時,那麼它將無可避免的坍縮為一個黑洞
也就是說將這個黑洞放在地球上問會怎麼樣?這不是要地球的親命嘛!
地球會怎麼樣?
地球上出現一個黑洞會怎麼樣?就直接被吞噬了,連逃跑的機會都沒有,因為黑洞直接出現在了地表,周圍肯定是沒戲了,那麼在地球的另一端,假如立即發現了這個黑洞,還來得及逃跑嗎?
上圖是第二宇宙速度計算公式,我們看看在三個地球質量的地球直徑距離外,現代火箭能逃逸嗎?各個引數都能查到,G是萬有引力常數,M是三個地球質量,r是地球直徑!
V=13688。6米/秒
也就是說當地球這邊出現一個2倍地球質量大小的黑洞時,在地球另一端立即啟動火箭逃出地球,我們火箭要加速的速度大約是13。7千米/秒,按人類能夠達到逃逸速度對比,這個13。7千米/秒還是可以達到的。
因此從理論上看,地球另一端的飛船仍然可以逃出黑洞的魔掌!
但除了這個幸運觀眾以外,其他來不及逃脫的都得葬身黑洞,而且將不會留下你的任何資訊!因為黑洞不會保留任何除了質量,角動量以及電荷以外的資訊!
假如不是黑洞,是一箇中子星物質?
當然我們假設的條件稍稍特殊點,不要多說多少直徑的中子星,因為即使是1立方毫米也是大得可怕,比如一座小山質量的中子星物質出現在地球上會如何?
假設這座小山有幾萬噸,而且還出現在無人區(當然我們不管它是怎麼出現的),沒有傷害到人就是了!
那又會如何呢?
很多朋友認為中子星物質會膨脹,因為它是電子壓入了原子核,與質子中和成了中子,中子不會回彈,不會“解壓縮”,所以膨脹這個觀點是錯誤的!
《漫威宇宙旅行指南》
噹噹
智慧小程式
但它失去了中子星環境,會繼續保持中子星物質態嗎?
不會!
因為失去了那個環境,將會成為自由中子,而這些自由中子將會在大約14分鐘多點的時間裡衰變成質子,並且釋放出一些能量!
這個能量釋放過程將會非常恐怖,請參考氫彈爆炸,因為大約會虧損0。15‰的質量,遠比裂變和聚變的比例要低,但其原來質量有數萬噸,所以這個爆炸將會很恐怖!
就炸完嗎?不會發生別的過程?會!
其實這個衰變過程會產生很多重元素,其中就有黃金!
因為自由中子衰變後會成為質子,大家都知道元素的類別有質子數構成,而大量的自由中子衰變後的質子與中子穩定組合,就是各種元素,到哪個程度算穩定?要看剛好構成了什麼組合,穩定了就不再衰變,這也是中子星撞擊合併時,碎片飛出衰變成重元素的過程。
傳說中黃金就在中子星合併中產生,而且據說中子星合併能產生兩個地球質量的黃金,看來宇宙中處處是黃金啊!
好玩不?一個無聊問題扯出那麼多廢話,不過討論下有益身心健康,不至於腦子秀逗!