吃一口中子星有多難

Mandelbrot

在所有星球中，中子星不但擁有幾乎完美的球形身材，還擁有僅次于黑洞的超高密度，堪稱宇宙中難得的能量“美食”。但如果真的有誰想嘗試吃一口，要面臨的技術(shù)難度就實(shí)在太大了。

距離遠(yuǎn)

距離我們最近的中子星RX J1856.5-3754在400光年以外。不過，這個(gè)遙遠(yuǎn)的距離是所有困難中最小的一個(gè)。坐上接近光速的飛船，經(jīng)過數(shù)百年飛行，你終于來到了中子星。由于快速運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論效應(yīng)，對(duì)你來說時(shí)間只過去了幾年。與吃到宇宙中的能量美食相比，這點(diǎn)時(shí)間的付出還是值得的。

著陸難

你面臨的下一個(gè)困難就是在中子星表面著陸。你可以讓飛船在中子星軌道上運(yùn)行，但是總要把一個(gè)挖掘機(jī)放下去挖一點(diǎn)中子星物質(zhì)。中子星表面的重力加速度十分驚人，即使你把挖掘機(jī)從1米的高度丟下去，它也會(huì)以2000千米/ 秒的速度在1毫秒內(nèi)落地，摔成一堆廢鐵。即使你有強(qiáng)大的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)能保證在降落時(shí)反推減速，也還需要保證挖掘機(jī)的強(qiáng)度足夠大，不會(huì)被巨大的重力壓成一張印度飛餅。此外，你的挖掘機(jī)還必須耐高溫，因?yàn)橹凶有潜砻鏈囟瘸^百萬攝氏度。

挖掘難

更大的困難還在后面。如果你僅僅滿足于在中子星表面挖掘，你并不會(huì)得到想象中的中子星物質(zhì)，也就是一團(tuán)中子。和大多數(shù)天體一樣，中子星也是分層的。外殼雖然密度也不小，物質(zhì)組成卻并不稀奇，基本上就是一些電子和鐵原子核，它們是恒星聚變的最后產(chǎn)物。如果你只是想嘗嘗鐵的味道，根本不用離開地球。從星球表面越往下，中子的比例就越大。要挖到理想的中子星物質(zhì)，你至少要往下挖掘超過3千米。

保持原樣難

假設(shè)你在宇宙最強(qiáng)挖掘機(jī)技術(shù)的支持下，成功挖到了一勺1立方厘米的中子星物質(zhì)，要帶著它離開中子星，甚至回到地球，又是一個(gè)難題。中子星得以保持這種奇特的物質(zhì)形態(tài)（中子態(tài)），是由于巨大的自身引力和中子簡(jiǎn)并壓力（一些粒子因排他性而不能占據(jù)空間中的同一位置，由此產(chǎn)生的相互排斥力）的平衡。離開中子星后，引力沒有了，僅在中子簡(jiǎn)并壓力下的這一勺物質(zhì)肯定無法保持原樣，你必須把它放進(jìn)一個(gè)既可以幫助其保持中子態(tài)，又能屏蔽外部引力的高科技冰箱。

最后，你克服了上面的所有困難，帶著這一勺中子星物質(zhì)，再奔波400光年，回到地球。坐在餐桌前，準(zhǔn)備享用這來之不易的美食。

抗拒引力難

如果這一塊中子星物質(zhì)還保持著在中子星上的溫度，它就會(huì)讓周圍的空氣快速電離、膨脹，引發(fā)一場(chǎng)不大不小的爆炸。不過，相信此刻這一塊中子星物質(zhì)的溫度在你的高科技冰箱中已經(jīng)降低到室溫了，所以你不用擔(dān)心燙到嘴，就放心取出來吃吧。

打開冰箱，當(dāng)中子星物質(zhì)出現(xiàn)在你面前的那一瞬間，你會(huì)感受到它向你散發(fā)出巨大的吸引力，召喚你不顧一切地向它撲去。你頓時(shí)覺得身輕如燕，于是騰空而起，飛向你的美食。這并不是夸張，也不是比喻。這一勺1立方厘米的中子星物質(zhì)重達(dá)10億噸，重量和珠穆朗瑪峰差不多。如果你體重70千克，當(dāng)你距離它1米的時(shí)候，你們之間的引力是4672牛頓，相當(dāng)于476千克物質(zhì)在地球上的重量。這樣的引力足以讓你向它飛過去了。

很快你就能飛過這段短短的距離，不過恐怕沒有時(shí)間把它放進(jìn)嘴里，嘗到它的味道了。

我們知道引力是和距離的平方成反比的，所以你距離它越近，引力越大。當(dāng)你的頭頂剛剛接觸到它的時(shí)候，你的腳底還在1.7米以外。在頭頂處，1千克的物質(zhì)受到的引力是266.8萬牛頓（相當(dāng)于266.8噸物質(zhì)受到的地球引力），而腳底處，1千克物質(zhì)受到的引力僅為23牛頓（相當(dāng)于2千克物質(zhì)受到的地球引力）。這個(gè)巨大的引力差會(huì)使你身體的各部分以不同的速度投向中子星物質(zhì)，導(dǎo)致的結(jié)果就是你的身體會(huì)像橡皮泥一樣被拉長(zhǎng)，就像人跌入黑洞時(shí)那樣。

不過這個(gè)距離太近，你無法慢慢體驗(yàn)?zāi)欠N跌入黑洞時(shí)的“面條化”效果。很快，你就和中子星物質(zhì)合為一體，均勻地分布在它的表面了。其實(shí)，如果把這個(gè)結(jié)局定義為“吃掉了”也無可厚非，畢竟中子星物質(zhì)已經(jīng)在你體內(nèi)了。美中不足的是，你最后還是沒能品出什么滋味。

物質(zhì)穩(wěn)定難

這時(shí)候，中子星物質(zhì)驚奇地發(fā)現(xiàn)自己不在中子星上面了，把所有中子凝聚在一起的巨大的自身引力已經(jīng)沒有了，所以，這一塊中子星物質(zhì)決定做點(diǎn)什么。

中子在原子核中可以穩(wěn)定存在，但不在原子核中時(shí)，它就會(huì)進(jìn)行β-衰變——通過釋放出1個(gè)電子和反中微子，把自己變成1個(gè)質(zhì)子。中子的半衰期只有10分鐘。

1 個(gè)中子的質(zhì)量是1 . 6 7 5 0 × 1 0 - 2 7千克，1 個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量是1.6726×10-27千克，而1個(gè)電子的質(zhì)量是9.109×10-31千克，1個(gè)反中微子的質(zhì)量是......這個(gè)太小我們就不用管它了。比較這些粒子的質(zhì)量，我們不難看出，衰變后的粒子質(zhì)量小于原來的中子質(zhì)量：有0.15% 的質(zhì)量消失了。這當(dāng)然不是什么魔術(shù)，愛因斯坦告訴我們，這些質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量。至于這部分能量有多大呢？根據(jù)著名的質(zhì)能方程式E=mc2，在質(zhì)量后面乘上一個(gè)光速的平方就行了。

β- 衰變后產(chǎn)生的質(zhì)子和電子會(huì)和還沒衰變的中子組成原子，所以最后的產(chǎn)物會(huì)是一團(tuán)氫和氦的混合氣體。所以，并非所有的中子都會(huì)發(fā)生衰變。我估計(jì)衰變的中子大約會(huì)有一半。那么，整個(gè)β- 衰變過程損失的質(zhì)量就是1012×0.15% / 2 = 7.5×108千克，而根據(jù)質(zhì)能方程，衰變過程產(chǎn)生的能量大約是6.74 ×1025焦耳。

如此可怕的能量相當(dāng)于在白堊紀(jì)造成恐龍滅絕的隕石能量的6萬倍，相當(dāng)于地球在12年內(nèi)從太陽那里得到的所有能量的總和......

當(dāng)這場(chǎng)威力驚人的爆炸結(jié)束，所有的熔巖、碎石和塵埃落回地面后，地球大致還是一個(gè)球形，只是，連一只跳蚤都找不到了。