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60 如何把喜馬拉雅山壓縮到一個橘子大小?

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太陽在結束核聚變以後,會變成一顆白矮星。白矮星的密度極高,約等於原子的密度。原子內部其實很空,大部分質量集中在原子核身上,但原子核的體積隻有原子的幾千億分之一。白矮星之所以能固定住大小,是因為電子之間的簡並壓,阻止了引力讓它繼續坍縮。但如果一顆恒星質量很大,在核聚變結束並開始坍縮的過程中,它的質量超過了錢德拉塞卡極限,就不會變成白矮星了,它有可能變成一顆中子星或一顆脈衝星,甚至黑洞。

中子星,顧名思義,就是由中子構成的星球。萬物由原子構成,原子的結構是電子繞著原子核運動。原子核裏有質子和中子,質子帶正電,中子不帶電。如果一顆恒星質量大到超過太陽質量的8倍,它在核反應結束之後開始坍縮,這時由於質量大,引力可以勝過簡並壓,把原子“壓碎”。

所謂把原子壓碎,是電子被壓到原子核裏,電子的負電荷和質子的正電荷中和,變成中子。到最後,隻剩下中子了,整個星球也就變成了中子星。中子星的密度是每立方厘米20億噸,一個橘子大小的中子星物質就擁有整座喜馬拉雅山的質量。由於密度極大,導致中子星的引力極強,所以中子星的光線會在自身引力場的作用下顯著彎曲。同時,極強的引力,也使得中子星擁有極高的表麵溫度,能達到1000萬攝氏度。

脈衝星其實是高速自轉的中子星。它會發出超強電磁脈衝,旋轉讓中子星裏的電荷產生電流,電流則產生磁場。由於電磁感應,變化的磁場又會產生電磁波。由於脈衝星旋轉得飛快,導致它的磁場超強,大約是人類目前能製造出來的磁場強度的1000億倍。有人可能有疑問,中子明明不帶電,為什麽中子星旋轉會產生電流呢?這是因為中子星內部的中子並非永遠是中子形態,中子是不穩定的,會衰變成電子和質子,中子星的引力又不斷把質子和電子結合為中子。因此,中子星內部處在“動態平衡”的狀態,電荷還是時時存在的。