地球最高峰,是海拔8848.86米的珠穆朗瑪峰,太陽(yáng)系最高峰,是火星上21000米高的奧林匹斯山。
但在中子星上,山峰的高度最多只能到一毫米,再高的話就會(huì)被自身質(zhì)量壓垮,因?yàn)橹凶有堑囊υ谟钪嬷袃H次于黑洞。
和地球這樣直接由巖石和金屬組成的星球不同,中子星,以及它的小弟白矮星,并不是直接在宇宙中誕生的,嚴(yán)格意義上來說,它們其實(shí)是恒星的殘骸。
舉例來說太陽(yáng)這類中等質(zhì)量恒星,往往只有100億年壽命,在生命的最后時(shí)刻它會(huì)經(jīng)歷一次爆炸,外殼會(huì)崩潰擴(kuò)散成一團(tuán)行星狀星云,而內(nèi)核則會(huì)因?yàn)檫^去數(shù)百億年間的重元素累計(jì),變成一顆每立方米質(zhì)量高達(dá)1000萬(wàn)噸的白矮星。
但在宇宙中,白矮星還只是密度第三大的天體,排在它前面的是中子星,是由1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的恒星,在晚年經(jīng)歷超新星爆發(fā)后坍塌而成的。
和白矮星由原子核與原子核緊密排列組合不同,中子星的引力已經(jīng)強(qiáng)大到能壓碎原子核的程度了,因此在中子星上所有物質(zhì)都經(jīng)歷過一次破碎,而后才重組成了中子。
理論上來說,由于中子還能細(xì)分成夸克,所以宇宙中應(yīng)該還存在質(zhì)量比中子星更大,體積比中子星更小的夸克星。
但考慮到中子星直徑才幾十公里,夸克星的直徑恐怕只有幾千米甚至幾百米了,天文學(xué)家想在茫茫宇宙中尋找一顆直徑只有幾百米的天體,還是非常困難的。
回到中子星上來一顆典型的中子星直徑只有10公里,但質(zhì)量卻相當(dāng)于1顆太陽(yáng),或者33萬(wàn)顆地球,《三體》中摧毀人類艦隊(duì)的“水滴”表面絕對(duì)光滑,硬度高到讓太陽(yáng)系所有物質(zhì)和它對(duì)撞都是以卵擊石,因此它一開始曾被認(rèn)為是由中子星物質(zhì)構(gòu)成的。
在現(xiàn)實(shí)宇宙里,中子星表面雖然也很光滑,但并不是“絕對(duì)光滑”,天體物理學(xué)家認(rèn)為中子星表面也有“山巒起伏”,只不過受限于超強(qiáng)的引力,中子星上的山最高只能有一毫米,再高的話就會(huì)被自身的質(zhì)量壓垮。
但地球上的山的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,中子星上的山又是怎么誕生的呢?
對(duì)于一個(gè)直徑十公里,質(zhì)量接近太陽(yáng),自轉(zhuǎn)速度達(dá)到2000轉(zhuǎn)/秒的中子星來說,它的赤道線速度幾乎達(dá)到了光速的一半,也就是每秒15萬(wàn)公里。
正是這種達(dá)到準(zhǔn)相對(duì)論速度的自轉(zhuǎn)水平,讓中子排列而成的中子星表面,被離心力甩出了畸變,產(chǎn)生了微小起伏的毫米級(jí)山脈。
除了因高速自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的山脈外,中子星還在憑借著其巨大的質(zhì)量釋放引力波信號(hào),人類目前為止探測(cè)到的引力波,基本上都是由中子星和黑洞引起的。
在愛因斯坦的廣義相對(duì)論中,引力波是最后一種被人類探測(cè)到的宇宙現(xiàn)象,因?yàn)橛钪鏁r(shí)空雖然能被大質(zhì)量天體扭曲,但想要產(chǎn)生能被人類探測(cè)到的引力波信號(hào),就必須有兩顆大質(zhì)量天體互相繞彼此近距離公轉(zhuǎn)才行,只有這樣時(shí)空結(jié)構(gòu)才能被劇烈擾動(dòng),以光速發(fā)出足以傳播到整個(gè)宇宙的引力波信號(hào)。
從未來宇宙航行的角度來看,遍布宇宙各個(gè)角落,且壽命近乎無(wú)限的中子星們,完全能成為宇宙航行的信標(biāo),因?yàn)樗鼈儼l(fā)射的周期性電脈沖信號(hào)也很顯眼,上個(gè)世紀(jì)剛被發(fā)現(xiàn)時(shí),都被認(rèn)為是外星文明的信號(hào),后來才意識(shí)到是中子星引起的。
受到脈沖星周期性的啟發(fā),旅行者系列探測(cè)器上的鍍金圓盤唱片,就標(biāo)記出了地球相對(duì)于周圍若干顆脈沖星的相對(duì)位置,因此期望未來外星文明捕獲這兩架探測(cè)器后,能根據(jù)脈沖星定位找到地球的位置。
不過直到今天,旅行者一號(hào)和二號(hào)探測(cè)器也沒飛出太陽(yáng)系,至少還要再飛3萬(wàn)年,它們才能進(jìn)入真正意義上的宇宙空間。
本文發(fā)布于:2023-02-28 21:31:00,感謝您對(duì)本站的認(rèn)可!
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