中子星引力極端，氫彈都炸不出一個(gè)泡，怎么遇到黑洞就蔫了？

有人提了個(gè)奇怪的問(wèn)題：中子星上坐在氫彈上都炸不起，怎么遇到黑洞就分解了？這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)意思，我們一起來(lái)說(shuō)說(shuō)。

先說(shuō)說(shuō)中子星坐在氫彈上都炸不起是個(gè)啥意思。先說(shuō)明一下，迄今為止，人們對(duì)于中子星的一切描述都還只是理論猜想，因?yàn)楝F(xiàn)在還只能觀測(cè)到中子星的能量輻射，通過(guò)能量輻射計(jì)算出中子星的相關(guān)數(shù)據(jù)。由于中子星太小，距離我們又太遠(yuǎn)，還無(wú)法看到真正的中子星樣子，更別說(shuō)表面啥樣子了?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上所有中子星圖片，都是想象圖，準(zhǔn)不準(zhǔn)確要到今后真正看到中子星樣子才有定論。

看來(lái)出題的朋友對(duì)中子星有一個(gè)了解，不過(guò)這個(gè)問(wèn)題很多人可能很難理解，我先把該問(wèn)題的原意大致翻譯一下。題目意思是說(shuō)，在中子星上安放一個(gè)氫彈，人坐在這個(gè)氫彈上，即便氫彈爆炸了，也無(wú)法把人炸起來(lái)。

為什么會(huì)這樣呢？其實(shí)這只是一個(gè)比喻，是為了說(shuō)明中子星引力壓強(qiáng)巨大，任何東西在中子星上都會(huì)被壓縮得極端致密，達(dá)到原子核密度。原子核密度是多少？就是約10^12kg/cm^3，也就是每立方厘米約10億噸。中子星上的壓強(qiáng)相當(dāng)于地球海平面的10^28倍，也就是1萬(wàn)億億億個(gè)大氣壓，每平米厘米上要承受1萬(wàn)億億億公斤壓力，在這樣的壓力下，一顆氫彈算根毛？

我們來(lái)看下氫彈在中子星上會(huì)成啥樣子。世界上最大的氫彈是前蘇聯(lián)制造的沙皇炸彈，當(dāng)量達(dá)到5000萬(wàn)噸TNT，重量達(dá)到27噸，體積大小為8米長(zhǎng)，2米直徑。那么這顆氫彈如果到了中子星上有多大呢？中子星密度為1億噸~20億噸/cm^3，也就是說(shuō)指甲蓋見方這樣一塊中子星物質(zhì)就有1~20億噸，即便根據(jù)最少1億噸/cm^3計(jì)算，27噸重的氫彈在中子星上也就是27/100000000cm^3，370萬(wàn)分之一立方厘米。

那么這顆氫彈就只有約0.027mm^3，也就是約30μm的一個(gè)球，人眼極限分辨率約70~100μm左右，因此30μm的東西人眼是無(wú)法看到的，這么小的一顆炸彈，上面依然承受著9000萬(wàn)億億噸的壓力，能把人炸起來(lái)嗎？

不過(guò)話又說(shuō)回來(lái)了，人如果到了中子星就縮得更沒(méi)影了，如果還活著，興許從這個(gè)小人視角能看到氫彈驚天動(dòng)地大爆炸，只不過(guò)從現(xiàn)在地球人類視角看不到而已。

中子星極端特性。關(guān)于中子星物質(zhì)劉慈欣的小說(shuō)《三體》有過(guò)描寫，他描述了一種叫“水滴”的三體人探測(cè)器，由強(qiáng)相互作用力鎖死的中子材料制成，光滑無(wú)比，對(duì)所有電磁波全面反射，堅(jiān)硬無(wú)比無(wú)堅(jiān)不摧，溫度低至絕對(duì)零度。其實(shí)這只是一種幻想，在這個(gè)幻想中也回避不了矛盾，如全面反射電磁波，可見光也是電磁波，既然全面反射，人類怎么能夠看到水滴的光滑無(wú)比呢？

實(shí)際上，中子星磁場(chǎng)達(dá)到地球磁場(chǎng)的數(shù)十萬(wàn)億倍，中心溫度達(dá)到萬(wàn)億度，能量輻射是太陽(yáng)的100萬(wàn)倍。正是由于強(qiáng)大的磁場(chǎng)和輻射源源不斷地發(fā)出，中子星才被人類所發(fā)現(xiàn)。

由于其極其強(qiáng)大的重力作用，把物質(zhì)的原子都?jí)核榱?，中子星物質(zhì)以原子核的形式將強(qiáng)子們（中子）擠在一起，因此整個(gè)星球物質(zhì)極端致密，表面就極其光滑，一個(gè)原子大的物質(zhì)也無(wú)法突起。而人類認(rèn)為巨大能量的原子彈氫彈等，相比中子星的壓強(qiáng)等能量，實(shí)在是太渺小了，即便把全球的所有核彈都投在一顆中子星，也掀不起1毫米波瀾。

但黑洞是中子星的上級(jí)天體，這個(gè)上級(jí)不是白當(dāng)?shù)摹Ｊ紫群诙幢戎凶有且蟆，F(xiàn)在科學(xué)界的普遍共識(shí)是，恒星死亡后的致密核達(dá)到1.44倍太陽(yáng)質(zhì)量，就會(huì)坍縮成一個(gè)中子星，這個(gè)臨界點(diǎn)叫錢德拉塞卡極限；當(dāng)中子星質(zhì)量達(dá)到約3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)，就會(huì)繼續(xù)坍縮成一個(gè)黑洞。某種意義上來(lái)說(shuō)，黑洞是在中子星長(zhǎng)大后，中子簡(jiǎn)并壓再也承受不了重力壓力后，才潰敗塌縮成黑洞的。

因此中子星的質(zhì)量是有限制的，達(dá)到3個(gè)太陽(yáng)左右就無(wú)法保持中子簡(jiǎn)并態(tài)，只能夠潰縮成一個(gè)黑洞。因此宇宙天體黑洞永遠(yuǎn)比中子星要大，且黑洞沒(méi)有上限，只會(huì)越吃越大。

其次黑洞比中子星引力要強(qiáng)大很多。中子星物質(zhì)雖然極端致密，但還是有形物質(zhì)組成。而黑洞就沒(méi)有物質(zhì)形態(tài)了，所有物質(zhì)無(wú)限坍縮到了一個(gè)奇點(diǎn)里。奇點(diǎn)在我們世界是沒(méi)有體積的，只是與質(zhì)量相符的引力場(chǎng)和角動(dòng)量守恒依然留在了我們世界。

根據(jù)萬(wàn)有引力定律，引力大小與質(zhì)量成正比，與物體質(zhì)點(diǎn)之間距離成反比，也就是說(shuō)質(zhì)量越大的物質(zhì)引力越大，距離物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)越近引力越強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)定律，黑洞引力必然大于中子星引力。

黑洞之所以引力強(qiáng)，除了質(zhì)量原因，更重要的是體積相對(duì)更小。中子星雖然已經(jīng)很小了，只有10千米半徑左右，也就是說(shuō)中子星表面距離其質(zhì)點(diǎn)，也就是引力中心，還有10千米左右；但黑洞所有物質(zhì)都無(wú)限塌縮進(jìn)了自己的質(zhì)點(diǎn)，而其質(zhì)量臨界點(diǎn)，也就是史瓦西半徑比中子星還要小，其遵循的公式為：R=2GM/C^2。

這里R為史瓦西半徑值，G為引力常量，M為物體天體質(zhì)量，C為光速。根據(jù)這個(gè)公式計(jì)算，一個(gè)3倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，其史瓦西半徑小于9000米。這個(gè)史瓦西半徑并不是黑洞實(shí)體，黑洞實(shí)體是中心那個(gè)沒(méi)有體積的質(zhì)點(diǎn)。史瓦西半徑是根據(jù)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在周邊形成的一個(gè)無(wú)限引力場(chǎng)球狀空間半徑，在這個(gè)球狀空間邊界，就叫黑洞視界，是黑洞能夠看到和不能看到的臨界點(diǎn)，也可以說(shuō)是一切物質(zhì)的生死線。

任何物質(zhì)一旦進(jìn)入了視界那邊，就有去無(wú)回，做不成物質(zhì)了，連光也無(wú)法逃逸，因此看起來(lái)視界里面就是黑咕隆咚的一個(gè)球狀體。中子星雖然引力強(qiáng)大，但在黑洞面前只能屈居老二，一旦被黑洞引力場(chǎng)俘獲，就會(huì)被黑洞生吞活剝死無(wú)全尸。

黑洞和中子星屬于黑吃黑，都不是善類?，F(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)，黑洞吞噬中子星的方式有多種。一種是大型黑洞，會(huì)把中子星囫圇吞棗的完整咽下去；還有一種就是逐步剝皮抽筋，慢慢吸食。黑洞會(huì)把撕碎的物質(zhì)變成自己吸積盤流體，這些物質(zhì)圍繞著史瓦西半徑高速旋轉(zhuǎn)。這個(gè)過(guò)程迸發(fā)出強(qiáng)烈光線和高能射線，就好像中子星在做最后掙扎與哀鳴，最終慢慢旋轉(zhuǎn)著逐步掉入黑洞的無(wú)底深淵。

在天體食物鏈的頂端，穩(wěn)坐著黑洞老大，目前還是中子星排老二，白矮星排老三。有人認(rèn)為在中子星和黑洞之間，還應(yīng)該有夸克星存在，但迄今并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。其實(shí)中子星沒(méi)有什么可同情的，它們除了黑洞不敢惹，其他的天體都不在它們?cè)捪?，它們吞噬起其他天體，如白矮星或恒星、行星，一點(diǎn)也不客氣。

不過(guò)中子星吞噬起這些物質(zhì)來(lái)肚量有限，只要吃飽了就要爆肚皮，發(fā)生超新星大爆發(fā)，然后坍縮成黑洞，完成其升級(jí)老大的蛻變。這就是宇宙中大魚吃小魚，小魚吃蝦米的故事。

就是這樣，歡迎討論，感謝閱讀。

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