光速飛行每秒可繞地球7圈半,中子星每秒自轉700圈,超光速了嗎?

其實,關於這個問題涉及到了中子星

具體的情況,我們可以先來了解一下中子星到底是咋來的。

宇宙中會發光的基本上都是恆星。而恆星之所以會發光是因為核聚變作用。整個核聚變有點類似於氫彈爆炸的原理。

但是你發現沒有?恆星一般都不會直接炸掉,而是特別穩定地在發光。那這到底是咋回事呢?首先,恆星之所以會發生核聚變,是因為恆星在形成初期,星雲物質在引力作用下逐漸形成早期的恆星胚胎,然後由於自身引力特別大,恆星胚胎中心的溫度會比較高,當達到一定程度時,加上量子隧穿的效應。氫就會被點燃,發生核聚變反應。

恆星內部核聚變只要有兩種方式,一種叫做質子-質子反應鏈,也被叫做P-P鏈

還有一種叫做碳氮氧循環,是以少量的碳氮氧作為催化劑。

整個反應的過程其實都是在恆星核心處,反應前後是氫聚變成了氦-3。

但是,畢竟一個恆星的氫也是有限的,不可能不無限量的燒下去 ,所以其實開始發生核聚變的核心被我們成為主序星。主序星時期是非常穩定的,自身的引力和核心核聚變產生的向外壓力形成了動態平衡。

如果核心溫度高了,那核聚變就會佔上風,恆星核心就會稍稍膨脹,使得溫度降低。同理,如果核心溫度低了,那引力佔上風,就會壓縮恆星核心,這時溫度就會上高,和核聚變就會劇烈。

但是恆星畢竟是燃燒自己照亮別人,時時刻刻都在向外輻射能量,根據愛因斯坦的質量方程,

我們可以得知,就拿太陽來說,每秒要損失400萬噸的質量。隨著時間的推移,質量大幅度降低,這時候引力對於核心核聚變反應的控制力就會逐漸下降。還是拿太陽來說,作為主序星大概燃燒100億年,就沒辦法控制住自己,膨脹成一顆紅巨星。

在整個階段,核心還繼續燒著氫,直到燒得差不多,然後繼續燒氦……

直到鐵元素,鐵元素的核聚變反應所需要的能量比產生的能量還要大,因此入不敷出,沒辦法進行下去,所以鐵是一道坎,很難邁過去。不過,如果此時剩餘的質量還很大,在引力的作用下就有可能發生超新星爆炸。

這一炸,一大堆物質就會倍拋灑到太空當中。剩餘的物質在引力的作用下,要麼形成中子星,要麼形成黑洞。這裡補充一句,根據目前的理論,介於1.44倍太陽質量到3.2倍太陽質量,則可能是中子星,而大於3.2倍太陽質量,就可能產生黑洞。

所以,你發現沒有?其實整個過程,恆星都一直在向外拋灑物質,而核心在引力地作用下不斷收縮。這就註定了,中子星個頭肯定不會很大。

那真實的情況是什麼樣的呢?

中子星一立方厘米的物質便可重達十億噸,這個密度之大是人類的想像力很難想像到的,舉個例子,如果你有個勺子,上面有一勺中子星物質,那這勺子中子星物質就大概得有5億噸。

一般來說,一顆脈衝星的質量介於1.35倍太陽質量到2.1倍太陽質量,半徑也就在10到20公里的範圍內。因為形成前後要保證角動量守恆,但是半徑又只有母恆星的一點,所以,中子星一般旋轉速度特別快,所以也被人稱為脈衝星。

一般來說,周期從毫秒級到30秒左右的都有。其中毫秒級的,也就是傳說中一秒可以轉700圈的也確實存在,但是它真的超光速了么?

我們其實可以來算一算,一般來說,轉得越快,其實轉動慣量就越小,所以肯定也不會大到哪裡去。不過,我們就按常規中子星的大尺寸的來算,也就是20公里的半徑。那周長就是125.6公里,700圈就是8.8*10^4公里/秒,也就是8.8*10^7米/秒,而光速時3*10^8米/秒,這還遠遠不到光速。

因此,即使都往大了進行估算,中子星的線速度還是遠遠小於光速的,因此,並沒有超光速。

所以,不要把中子星想像得像地球那麼大,其實中子星和地球比起來,真的時小很多很多,地球得直徑可以達到12756公里,比中子星直徑大量3個數量級,所以把地球的尺寸帶進去當然會超光速。


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