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中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

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宇宙大爆炸以来,形成了各种各样的天体,除了我们比较常见的恒星,行星之外,还有一些神秘强大,超出人们想象的天体,比如黑洞,中子星,脉冲星等。

浩瀚的宇宙大家庭里,以质量为尊,质量越大的天体,它的引力越强,能够影响的天体则会越多。过去人们一直人认为恒星的质量在宇宙中最大,所以它才能够管控一个星系,让数量不等的行星以及其它小天休围绕它运行。

可是后来发现了黑洞,中子星等更大质量的天体后才发现,跟黑洞,中子星相比,恒星的质量真的不算什么。黑洞我们就不用说了,它是宇宙的霸主,超强的引力可以吞噬恒星。我们今天要给朋友们介绍的是中子星。

中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

对中子星,相信很多人都不会陌生,它同黑洞一样都是质量超大的天体,也是20世纪最激动人心的重大发现。为人类探索自然开辟了新的领域,而且对现代物理学的发展产生了深远影响,成为上世纪60年代天文学的四大发现之一。

黑洞是宇宙中最神秘的天体,直到现在科学家也只是知道它的存在,对于它的本质以更多的情况根本不了解,而且黑洞似乎没有明显的实体结构,如果真要说它的实体结构,可能就是中心处那个质量无限大,体积无限小的奇点了,因此,黑洞可以说是一个没有体积的天体。

中子星跟黑洞不同,它有明显的固态结构,而且其密度也大得出奇。中子星和黑洞一样都是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后形成的,超大质量的恒星发生超新爆炸之后形成了黑洞,大质量的恒星演化到末期则形成了超高密度的中子星。

中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

中子星之所以叫做这个名字,原因也是因为组成它的物质,都是以中子的形式存在的。由于巨大的引力作用,中子星上的物质无法再保持自身的原子结构,电子和质子结合成了中子,紧密地排列在一起就形成了中子星。科学家估算中子星物质的密度,只要1立方厘米就能达到10亿吨左右,相当于地球上一座大山的质量。

根据钱德拉卡极限和奥本海默极限,中子星质量在1.44-3倍太阳质量之间,由此可以估算出,中子星的半径在10-20公里之间。由此可见,中子星并不大,虽然小,但是它的质量却大得出奇,自然它的引力也超级大。除了黑洞之外,在实体天体中,中子星是绝对的霸主。

中子星除了有着超强的密度之外,它的另一个特点就是有着超快的转速,可以说在宇宙中没有任何天体的转速可以跟中子星相比。通常中子星的自转速度可以达到每秒数百圈以上,目前观测发现的转速最快的中子星,可以达到每秒2000圈。

中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

可能有人会说了,中子星的自转速度如此之快,每秒可达上千圈,那么其表面的速度达到光速了吗?相信很多人都知道,光速是真空中最快的速度,可是这个速度只有没有质量的光子才能达到,其它有质量物体的速度只能无限接近这个光速。那么宇宙中神秘强大的中子星,它的表面转速能达到光速吗?

我们以目前发现的中子星最快转速,每秒2000圈为例来计算,用最快的中子星转速1秒钟2000圈,乘上它半径20公里的最大尺寸,看看它赤道附近的线速度到底有多少?答案我们很容易就能算出来,是在每秒25万公里左右。而光速是每秒30万公里。虽然接近了光速,但是也没有达到光速。看来强大的中子星也无法打破光速极限定律。

当然,中子星转速每秒25万公里,一种无限接近光速的亚光速,这个速度也只是理论状态下的最大速度,事实上,中子星的自转速度能够达到每秒2000圈的极少,即使达到每秒上千圈的也不多,通常的中子星转速只有每秒几百圈左右,即使如此,中子星表面线速度也能够达到光速的20%左右。

中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

从中子星我们想到了黑洞中心的那个奇点,既然中子星和黑洞的来历差不多,都是由大质量恒星演化到末期发生超新星爆炸而来的,那么中子星是中子聚合而成的超高密度天体,那么黑洞中心的奇点会不会也是类似于中子星的物质构成呢?有可能奇点的物质构成更加复杂,但是它可能并不是一个体积无限小的天体,而是一个体积比中子星小很多,但是质量却比中子星大很多的天体。

体积越小,质量越大,它的自转速度也就会越快。中子星的自转速度能够达到亚光速,那么黑洞中心的这个奇点天体,它的自转速度有可能达到了光速的99.99%,正是由于它无限接近光速的自转速度,才让它的周围形成了一个引力漩涡,形成了我们所知的黑洞。

当然,这只是我们的一个猜测,想要真正弄明白黑洞的中心到底是什么,可能只有走进黑洞才行。要实现这个愿望可并不容易,还需要人类努力奋斗无数年。或许我们通过研究中子星可以洞悉一部分黑洞的奥秘,我们可以把中子星看作是黑洞中心奇点的放大版,它们的性质在某些方面可能非常相似。

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中子星依靠它强大的密度,让它成为了宇宙中除黑洞之外的最强天体,中子星一般来说都不会乱跑,有稳定的运行轨道。可是万事总有例外,科学家在宇宙中也发现了流浪的中子星,而且这种中子星一旦成为了流浪天休一,它们的速度都要超过流浪行星和流浪恒星。

一旦中子星成为了流浪天体,对于它流浪路上的其它天体来说可能就不太妙了。它的体积虽小,但是它的质量却大如恒星,因此它的引力也非常强大,一旦它流浪路过某个天体,可能会对这个天体产生引力牵引,改变天体的运行轨道。

如果它流浪的路上正好有天体挡在了前方,这个天体不管是恒星还是行星,可就要倒霉了。如果行星跟中子星相撞击,中子星会毫发无伤,可是行星就有可能分崩离析完蛋。如果是恒星跟中子星相撞,恒星可能无法像行星一样被毁灭,但是强大的撞击力仍然能够让恒星内部核聚变加快,这个时候恒星可能爆发。

中子星的转速非常快,每秒达数百圈,其表面速度达到光速了吗?

强大的爆发力能够影响整个恒星系,靠近恒星的行星可能会在恒星的爆发下被毁灭。这种情景在一些科幻作品中也有描述,星际战争中,一个文明通过光速炸弹直接轰击恒星,从而达到毁灭文明星球的目的。中子星即使撞击了恒星,也不会有太大的损伤。这就是它有着超高密度的优势,即使中子星撞击黑洞,黑洞都不一定可以撕裂中子星。

当然,对于中子星我们现在也只能远距离观测,人类的科技实力还没有能力能够前往中子星附近进行观测。只有人类未来实现了光速飞行甚至是超光速技术,才有希望前往中子星去观测。或许在未来人类成为强大的星际文明之后,依靠强大的科技实力也可以改造中子星,让它成为人类文明最强大的武器。

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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三生万物奖

宇宙膨胀了138亿年,暗示着外面还有空间,宇宙外面是什么?

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98 条回复 A文章作者 M管理员
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