2021年11月26日星期五

你的大金链子,可能是黑洞和中子星撞出来的,能在水里浮起来的除外|中子星|宇宙|白矮星



  不管是钻石,名表还是大金链子,在这些价值不菲的饰品的陪伴下,有钱人的生活总是那么朴实无华且枯燥。在地球上,它们都是财富的象征,但如果放眼宇宙,这些物品又价值几何?这个问题牵扯恒星的死亡、中子星的碰撞、黑洞的合并,甚至还有宇宙大爆炸。总之,是个波澜壮阔的宇宙问题。

  撰文 | 王昱

  审校 | 白德凡

  对宇宙而言,不管是钻石,名表,大金链子,它们不过是不同元素组成而已。它们的工艺不论在人类看来多么巧夺天工,在宇宙尺度时间漫长的熵增下,再精巧的结构也终将化作尘埃。

  不过原子核内部的结构,也就是物质的元素组成却几乎不受影响。但今年9月,科学家在《自然》杂志上发表论文,他们根据元素组成,发现直到今天,银河系中还零散分布着宇宙诞生时产生原初气体。可见,以我们现在的宇宙年龄来看,完全能称得上"元素恒久远,一团永流传"了。

  铁:恒星的致命毒药

  不少名贵手表主要是由不锈钢制成的,不锈钢的主要成分就是铁,而铁元素是恒星的致命毒药。


  恒星通过核聚变将轻元素合成重元素获得能量,这同时让恒星成为了一个元素合成工厂。元素周期表上前26个元素,除了宇宙诞生之初就广泛存在的氢和氦,大都是在恒星核心中合成的。这个过程一直持续到26号元素:铁元素。

  其原因其实高中物理就讲过,因为按核子数来平均的话,铁的结合能是最大的。也就是说,铁元素是所有元素中最稳定的一种元素。其实,当恒星核心燃烧完氧元素后,恒星仅需要十几天时间的硅燃烧就能在内核产生铁,然后再也无法通过聚变产生热压力抵抗引力,强大的引力会让整个恒星快速塌缩,随后恒星会在一次壮烈的超新星爆发中灰飞烟灭。所以,名表这种主要由铁元素构成的物体,就是恒星死亡的产物。


  当然,如果这世界上存在黄金、钛合金甚至是其他材料的制作的名表,根据元素不同之然需要另当别论,只能怪贫穷限制了小编的想象力。

  钻石:恒星的永恒墓碑

  其实并非所有恒星都有燃烧到能产生铁的资格,只有当恒星质量达到太阳的十余倍时才能在壮丽的超新星爆炸中结束自己的一生。至于像太阳一样的恒星,根本没有燃烧到铁的资格,这样的恒星只能在燃料燃尽后,核心塌缩成一颗白矮星。白矮星完全是一颗死掉的星球,它不能再产生任何能量,但出自恒星核心的它拥有极高的温度和极高的质量,想让它冷却下来需要的时间比现在的宇宙年龄还要长。

  不过,就算没完全冷却,白矮星也能在内部产生一些神奇的变化。2004年,科学家发现白矮星BPM 37093表面温度冷却到了12 000开尔文左右,从理论上推断,它内部的碳元素已经可以开始结晶了。这颗离地球53光年的白矮星被称为Lucy,半径大约4000千米,其核心结晶部分质量至少在5×1029千克以上,几乎整个星球核心都是一颗钻石。

原文转载:http://tech.shaoqun.com/a/675890.html

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