如果吃一小勺白矮星會怎麼樣？

11-28

以前看到的這種假設，沒什麼好的回答，來請教知乎大神們~~~

相關問題：
http://www.zhihu.com/question/52755964

————————————14/11/20 21:09——————————————————————
感謝 @周子涵的指出：這顆白矮星物質的靜置於地面產生的壓力約10^8Pa，不至於幾乎無阻礙的穿透地面。
但是，依照其由一米多高的地方落地獲得的動能來計算，在腸胃上穿一個洞，並在水泥地上砸一個坑還是可以辦到的
—————————————————————————————————————————
讓我來認真的開一開腦洞...
假定某種超自然的力量在樓主的真誠召喚下被感動了，用一個楊氏模量極大的勺子挖了一勺厘米見方的白矮星物質（以下簡稱白質），決意送給樓主。勺子上自帶一保鮮層可以模擬白矮星上的環境，畢竟最近的白矮星到地球都是數百個光年是不是，帶回來的不新鮮課就不好了。
好，假定白質被帶過來了，樓主張開嘴，勺子伸進去，翻轉，白質脫離保鮮層掉下來，接下來會發生什麼呢？
——————————————————————————————————————————
以下是使用的白矮星參數：
密度：10^3kg/cm^3 %這是一個典型的白矮星所擁有的密度[白矮星]
溫度：數千開爾文 %一般都稱這類白矮星是「冷」的，因為這個溫度下白矮星中電子所擁有的熱運動能量遠小於由於泡利不相容原理而擁有的能量
——————————————————————————————————————————
一小塊白矮星物質被帶到地球環境來之後，主要會發生三件事：

其質心在地球引力的作用下落體
相對白矮星內部的壓力而言，大氣壓相當於零：那麼白矮星物質作為一個整體必然會在內部壓力的作用下迅速膨脹
由於失去了白矮星內部引力勢的束縛，白矮星物質內部電子與外部的化學勢平衡被打破，那麼高能電子將從白質中大量泄出，進而和外部發生相互作用。

我們來依次考慮這三種效應
——————————————————————————————————————————
對於一個一頓重的東西而言，其餘任何作用力相對重力都可以忽略：我相信沒有人反對這一點。那麼，我們便可認為其質心做自由落體。如果進一步認為後兩個過程相對這個過程發生的很慢的話，我們就可以設想之後發生什麼事情了：

PS：以上的圖畫關鍵是兩點：1.白質不受任何東西影響做自由落體；2.食道與胃等的韌性足夠好以至於可以帶著人體運動。
嗯，大概在不到一秒的時間內，你的腸道受到了一個莫名的作用力使你顛倒在地，然後白質穿破你的肚皮，一路向地底進發。重要的臟器都沒有受傷，應該不難治。
——————————————————————————————————————————
前面假定了後兩個過程發生的很慢，到底是不是這樣的？我們做一下估算。
白質內的壓強主要是簡併壓，由下面這個公式決定
$P=frac{(3pi)^{2/3}hbar^2}{5m_e}left(frac{M}{m_0} ight)^{5/3}V^{-5/3}$
m_0是一個電子對應的核子質量，約為兩個質子質量m_p，白質在膨脹的過程中，動能的在運動的中子和質子上。假定白質呈球形，膨脹是均勻的，我們可以寫出
$PdV=dleft(frac{3}{10}Mdot R^2 ight)$
將壓強的表達式帶入，求解這個常微分方程(出乎意料的好解)，可以得到
$frac{R}{R_0}=sqrt{1+left(frac{t}{t_0} ight)^2}$
其中R_0是白質的初始半徑，t_0的表達式如下
$t_0=frac{R_0^2}{hbar}left(frac{4m_0}{9pi M} ight)^{1/3}sqrt{m_0 m_e}=1.6 imes10^{-9}s$

依據上面的結果，白質將會以接近v=R_0/t_0=4*10^6m/s的速度膨脹，在數十個納秒的時間內充滿你的口腔。那麼，崩掉幾顆牙齒，再崩掉下巴，然後白質就不在你嘴裡了。看上去還能活？沒事，在一個微秒的時間不到後白質就會膨脹到一米見方的大小，此時電荷之間的電磁作用力相對簡併壓已經不可忽略，膨脹會減速，然後達到平衡（按照簡化模型計算可知R=0.5m時簡併壓降到10^10Pa作用，能和電磁力平衡）——而你的肌肉、骨骼根本來不及反映（其中的波速最高不過數千米每秒），所以說直接被白質和你自己的慣性擠成肉餅，應該還有全屍。

——————————————————————————————————————————
上面的討論沒有考慮第三類過程，也沒有考慮空氣所受到的影響——那麼，考慮之後會變成什麼樣子呢？
白矮星上的一個電子想要逃逸出去，需要克服逸出功以及萬有引力勢；地球上這塊白質上的電子想逃逸白質，需要克服的就僅有逸出功了，這自然簡單很多。
白質中的一個電子（指費米面上的電子）擁有的動能是多少是容易算的——費米能（實際上，對於這種密度的白矮星，精確計算時必須考慮相對論效應，但作為簡單估算這裡忽略了）
$E_F=frac{hbar^2}{2m_e}(3pi^2M/m_0/V)^{2/3}=0.16MeV$
逸出功多大難以計算，不過應該不會太大。那麼逃逸出來的電子大概0.1兆電子伏特，約0.2倍光速。這個能量把氧分子、氮分子的化學鍵打斷，再將其外層電子電離出來還是綽綽有餘的。從這個角度來看，在你嘴裡膨脹的根本不是什麼白質，而是一個以0.2c的速度擴大的等離子體火球。這個火球能膨脹到多大？直接計算比較困難，我們考慮求出這塊白質中電子總的動能
$E_{total}=frac{3}{5}frac{M}{m_0}E_F=1.3 imes10^{16}J$
說實話我看到這個數字真的被嚇了一跳。為了讓大家對這個數字有個概念，請看維基界面數量級 (能量)

2.07×10^15 J， 2005年多哥共和國所消耗的電量。[15]
1.0×10^16 J，一個足以造成巴林傑隕石坑小行星撞擊產生的能量。
4.42×10^16 J，2005年辛巴威所消耗的電量。[15]
1.74×10^17 J，每秒太陽釋放到地球的熱量。[16]
2.1×10^17 J，沙皇核彈爆炸時釋放的能量。
4.10×10^17 J， 2005年挪威所消耗的電量。[15]

8.4×1017 J，印度尼西亞的喀拉喀托火山爆發時釋放的能量。

上圖是巴林傑隕石坑大地白茫茫一片真乾淨

加重補充：這是一個笑話！這是一個笑話！這是一個笑話！請勿作為答案來看待！請勿點贊，原因見後。

一立方米白矮星密度大約是1000萬t，所以1毫升的質量大約是1000t（此數字計算錯誤，請勿相信），因為自身的引力作用，放在地球上可能會更重。差不多相當於一座小房子的重量。

不過在這裡先不考慮它和環境之間會產生什麼坑爹的現象（比如地球會不會坍縮到這一小勺東西里去），只把它當作一坨特別重的粉末狀物體好了。

假設你有這麼大的力氣並且有了足夠結實的勺子，然後你把它倒進了嘴裡（舌頭不可能卷得動），然後的結果其實很好想像：粉末們飛快的穿透了你的口腔，穿透了你的身體，然後繼續向下穿透地面一直穿到地心……

用醫學上的話來說，你會口腔貫穿傷——喉管穿孔——胃穿孔（假設粉末們躲開了肺部和心臟）——腸管穿孔——大腸貫穿傷——死於失血過多。

以觀測者的視角來看，你會在吞咽的瞬間一屁股坐到地上，菊花染紅了褲子，繼而染紅了地面。你呆立半響，七竅流血，倒地嗝屁。
在這之前，人們還會聽到腳下的土地轟隆作響，如同驚雷——那是白矮星物質以超音速穿透地殼的聲音。但在聲音到達人耳之前，白矮星物質其實已經到達地心了。
然後，人們解剖了你的身體，發現你身體腔體中央的部分統統變成了介於泥狀和網狀之間的物體，有廚師按捺不住激動的心情，扔到鍋里炒了一下：嗯，味道好極了！入味至深，綿而不散，堪稱絕味！

從此誕生了一個新的菜系：白矮星菜系。菜譜上是這樣寫的：
取豬肉二兩，（白矮）星粉1錢，鹽少許，辣椒適量。豬肉置於木案上，以星粉貫（灌）之成糊，中火加料略炒即成。

-----------------------14111916更新---------------------------

在此感謝 @Wang Xu的挑錯：本文首段的計算確實——「錯誤」這個詞來形容有點輕，就按照「白痴」來算吧。本白痴在這裡向給我點贊的吱友們誠懇道歉！為了懲罰自己，我必須承認回答這個問題只是因為我想吃白矮星菜系的緣故……不過雖然計算錯誤，但這個重量的量級還是差不多的，引起的後果也是差不多的，至少題主肯定嗝屁了喵！因為詳細的重量直接換算過來可能也有問題，所以這裡我就懶得繼續算了，哪個大牛補充了詳細重量再說~童鞋們先將錯就錯一下，反正本答案只是娛樂賣萌用的……

-----------------------14112118更新---------------------------

關於白矮星物質是否能穿透人體或地球的問題請移步 @周子涵老師的答案。按照該計算來看，白矮星的確無法穿透地面，特此申明，並再次向看到本答案的所有吱友道歉……（捂臉）當然說錯了就是說錯了，我這個答案正文不會再修改，大家就當笑話恥笑吧。然後點一下「沒有幫助」讓這個答案沉下去就好。實在想點贊的請點一下周子涵老師的那個答案，我的胡說八道票數竟然比人家認認真真的計算還多，敝人實在深感羞愧！

-----------------------1506051004更新---------------------------

今天和昨天竟然新收到了近10個贊！太羞愧了乃們這是怕我不夠丟人么……故此在文前增加了拒贊提示。重新看了一下正文口水又流下來了呃……素以就捨不得刪了呃……

你以為是你吃了它，實際上是它吃了你。

白矮星上的物質大概是每立方厘米一噸？題主一路走好 _(:з)∠)_

話說白矮星物質是因為在白矮星的高引力下才是這樣的，脫離了白矮星也就不會處於電子簡併態了

燙燙燙燙燙燙

吃貨們要逆天了…都開始吃天體了，樓上的回答都是從物理學的角度來解釋的。
我來從烹飪的角度解釋一下，首先為了確定烹飪時的配料，我需要先嘗一口，恩…

其實這個問題還應該細化：

比如在哪裡吃白矮星：
1.在白矮星上吃白矮星；
2.在開放的太空中吃白矮星；
3.在地球上吃白矮星；

然後是在那個階段吃：
1.新鮮的用勺子剛挖出來的白矮星；
2.剛暴露在吃白矮星的環境中的白矮星；
3.暴露在吃白矮星的環境中已久已經趨於穩定狀態的白矮星；

再來，吃的白矮星是怎麼吃：
1.分階段每天舔一口；
2.一口悶；
3.經過處理，清蒸、油炸或者燒烤燉湯；
4.夾在麵包片里，當三明治吃；
5.澆在冰淇淋頂上吃；

還有，是誰吃：
1.普通人
2.復仇者聯盟成員
3.奧特曼、哆啦A夢
4.金剛葫蘆娃

這些路線問題不搞清楚，我們怎麼好好坐下來聊吃白矮星的事情。
吃白矮星也要按照基本法！

本來是指出首贊答案問題嘚，現在問題已經被修正叻。

關於白矮星的下落是否能當成毫無障礙的穿透身體，我覺得還有疑問。
一個體積一立方厘米的白矮星的截面的面積就是1平房厘米。這裡假設這塊白矮星很硬，
並不會因為壓力被壓扁。
如果吃下去，作用在身體上的壓強就是1000kg*10n/kg / (1*10^(-4)m^2)=10^8 pa
10^8pa是啥概念呢
一般來說，一個圖釘帽的面積是0.8平方厘米，一個圖針尖的面積是5*10的負四平方厘米，如果手指對釘帽的壓力是5N，那麼針尖上的壓強大概就是10^8pa.
5N並不是很大的力量，這個力量的圖釘也不能說就毫無障礙的穿透人體。
而鑒於白矮星的截面還很大，這種穿透力就更差了。
所以如果吃的時候不小心把星星放到了嘴巴前端，這個人的下巴會脫臼，如果吃到胃裡的話，大概並不會穿出來，而是完全攪亂內臟，壓到一起。
說白了，這是個鈍器傷害，不是穿透傷害。
當然，這裡假設白矮星不膨脹。

那你需要加一勺安利紐崔萊蛋白粉，有助於消化吸收

難道。。。。這就是傳說中的。。
。
。
。
。
吸星大法！！！！！！！

What Would Happen If I Ate A Teaspoonful Of White Dwarf Star?

Popular Science, By Bjorn Carey Posted August 20, 2013

本譯文僅用於學習和交流目的。非商業轉載請註明譯者、出處，並保留文章在譯言的完整鏈接。商業合作請聯繫 biz@yeeyan.com

翻譯：假如我吃了一勺「白矮星」

「閃閃的便餐」：一小勺超密白矮星足夠撕裂你的胃。芝加哥阿德勒天文館的天文學家馬克·哈姆格倫（Mark Hammergren）說：從你嘗試著舀出一勺白矮星開始，「一切都會變得糟糕。」儘管在茫茫宇宙中白矮星比較常見，最近的一顆距離地球8.6光年。設想一下，如果你以光速開車行駛了8.6年安全到達目的地，途中恆星輻射和散發出的熱量也沒能把你撂倒在半路上。白矮星是密度極高的恆星，其表面重力大約是地球上的100,000倍。哈姆格倫說：「首先你得採集樣本，可這絕非易事，很可能你在動手前就被白矮星上的巨大重力壓成超薄等離子。（譯者註：比壓成一張紙還要悲慘的命運！）即便你僥倖成功了，白矮星上的高壓強也會將你體內的氫原子瞬間聚變成氦氣。」（備註：這種反應是導致氫彈爆炸的原因。）
接著你要考慮樣本儲存的問題。將它從超密度，高壓強的白矮星帶回密度相對較低的地球，它會以驚人的速度膨脹，到時候你壓根就找不到能裝得下的容器。它的表面溫度高達10,000? -100,000?F，如果它沒有立即將你炸得面目全非，你還想辦法把它弄到了廚房桌上，那麼怎樣吃又是個大問題：因為那需要一把至少5噸重的勺子。哈姆格倫接著說：「送進嘴裡後，它會飛流直墜，擋也擋不住，硬生生地在你內臟鑿出一條道兒來，然後從下面出來，鑽入地面直搗地心。值得欣慰的是，它的高密度還不至於形成超強引力場把你直接撕成碎片。」
哈姆格倫感嘆道，其實如此大費周章完全沒必要。白矮星主要由氦和碳組成，所以你那一勺大概嘗起來跟沒啥味道的氦氣或是煤炭味兒差不多。如果你非要嘗一口星星的味道，倒還真不需要驅車行駛 8.6光年，因為你的冰箱里充滿了氦氣。組成我們身體的大部分元素和周遭的一切都是在恆星內核中形成，億萬年間分散到宇宙之中去的。基本上你吃的東西都曾經是某顆恆星的一部分。要不給你推薦點恆星水果餐吧？

你只可能跪舔。

古有吞金自殺，今後題主欲吞白矮星

你會成為吞星...

死

就是說，市面上新出了一種小食品，叫「白矮星」。。。

@滕騰

卒

什麼樣的勺子可以裝白矮星

你們怎麼可以吃白矮星，白矮星辣么可愛！