中子星物質如果離開中子星,會變回普通物質嗎?

之前看到的科普,說中子星是由於引力太大導致原子核緊緊挨在一起,所以是不是可以理解為,如果離開了原來的中子星,巨大的引力不存在了,電子簡併力可以將原子核再推回原來的位置變成普通物質?總覺得這個理解對於引力的理解怪怪的,錯了的話錯在哪裡了?沒錯的話那一瞬間會放出大量能量嗎?


如果把白矮星切下一立方厘米放在地球上


科普不靠譜,這類文少看,雖然我正在為你科普。

中子星物質,這個詞太模糊了。看一下中子星結構,

不同模型下的中子星結構,粗略分為外殼,內部,內核:

  1. strange star,奇異夸克星:外殼同2,內部、內核是u, d, s夸克和膠子的夸克態物質,可能是等離子體
  2. hyperon star,超子星:外殼是原子核、電子等離子體;內部是核子(質子、中子)、電子、μ子(第二代輕子)簡併態物質,質子超導層;內核是超子簡併態物質
  3. quark-hybrid star,夸克星:同2,內核是夸克態物質(口袋模型)
  4. traditional neutron star,經典中子星:同2,內核是核子、電子、μ子簡併態物質
  5. neutron star with pion condensate:同2,內核是pi 介子,超導物質
  6. nucleon star,核子星:同2,內核是K介子,超流物質

從物態上看,中子星中有原子核、電子構成的等離子體,核子、電子等簡併態物質,質子超導態物質,中子超流態物質,介子超導態物質,超子簡併態物質,甚至ud夸克態物質s夸克態物質。那麼,你所言的中子星物質指的什麼?對於中子星的內部結構,人們基本在瞎猜,一無所知。實際上中子星的模型遠不止這些,下圖是不同模型給出的質量——半徑圖,數一數模型多少

現在開始答題,我們獲得一小塊中子星物質,如果是:

  • 原子核、電子等離子體

發生原子核、電子複合嗎?當然不是,極高的壓強意味著粒子極大的能量,最簡單的情況,以理想氣體膨脹。

  • 核子、電子簡併態物質

簡併態物質,是費米子在極高密度下的存在形式。失去高密度環境(即下圖右側全是空位),中子、質子、電子等迅速從下圖的左側移到右側,所以沒錯你看到簡併物質的溫度迅速升高,同時膨脹!另外考慮到,自由中子會自發衰變(β衰變),產生β射線和反中微子流。

  • 質子超導物質

在高密度情形,質子結成庫珀對,就像凝聚態中的超導電子。庫珀對行為類似玻色子,失去高密度環境,先是庫珀對質子瞬間解散,轉變為質子理想氣體,然後膨脹。

  • 中子超流物質

這個,不了解。能肯定的是,衰變和膨脹。

  • 介子超導物質

介子是正反夸克構成的粒子,半衰期很短,尚未膨脹就消失了,留下高速運動的粒子和射線穿透題主。

  • 超子簡併物質

超子是質量超過質子的三夸克組成的粒子(重子),壽命比介子還短,同介子。

  • 夸克態物質

見我的兩篇回答
多夸克物質最多可以有多少個夸克組成? - 知乎用戶的回答 - 知乎
什麼是奇異物質?會有什麼屬性?? - 知乎用戶的回答 - 知乎

以上,大致回答了題主的問題。

另,對部分術語的解釋:

  • 中子星,核坍縮型超新星爆發後核心物質的遺留物類型,另一種是恆星級質量黑洞。
  • 等離子體,等量電荷的帶正電的粒子和帶負電的粒子,在電磁作用或強相互作用約束下形成的物質狀態。
  • 理想氣體,即壓強、溫度滿足P=nRT的氣體,當氣體的粒子的相互作用可忽略時,即可視為理想氣體。

答案是:會的。

中子星得以保持這種奇特的物質形態『中子態』是由於巨大的自身引力和中子簡併壓力的平衡。離開中子星以後,引力沒有了,中子星物質肯定無法保持原樣。

巨大引力消失後,它要進行β-衰變,釋放出一個電子和反中微子,把自己變成一個質子。這個半衰期過程大約有十分鐘。

β-衰變後產生的質子和電子會和中子組成原子,所以最後的產物,會是一團氫和氦的混合氣體。

而衰變後的質子質量<原來的中子質量。有0.15%的質量消失了,而這些質量變成了什麼呢?愛因斯坦告訴我們,在質量後面乘以一個c2就行了。所以不會所有的中子都發生衰變,可能會有一半,那麼,整個過程中,損失的質量就是1000000000000×0.15%=750000000㎏,而衰變過程產生的能量大約是67400000000000000000000000J

完畢。

『由於無法輸入科學計數法,所以用0代替,給大家帶來不便,請見諒。』


好像部分中子要釋放電子、反微中子,轉換成質子,導致部分質量轉化成能量,然後....就沒有然後了


同問


我猜會膨脹然後爆炸


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