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宇宙奇觀:地球上的黃金,竟來(lái)自瘋狂的中子星“煉金術(shù)”?
2024-02-28

有一則《太陽(yáng)山》的寓言故事,說(shuō)的是一家有兩兄弟,老大富老二窮,有一天老二上山砍柴,休息時(shí)想到交不起老大的地租而發(fā)愁,這時(shí)飛來(lái)一只大鳥(niǎo)對(duì)他說(shuō),不用愁,我背你去太陽(yáng)山,那里有很多金銀珠寶,你撿些回來(lái)就改善生活了。

老二坐在大鳥(niǎo)背上很快到了太陽(yáng)山,那里果然有滿山的金銀珠寶。老二隨便拿了一小塊金子就坐在大鳥(niǎo)背上回來(lái)了,大鳥(niǎo)問(wèn)他為啥拿這么少,他說(shuō)夠了。

老二用金子換來(lái)的錢(qián)買(mǎi)了地,蓋了新房,生活漸漸好起來(lái)。老大看見(jiàn)弟弟突然生活變好了,很奇怪,就問(wèn)他原因,老二告訴了哥哥大鳥(niǎo)背他去太陽(yáng)山撿金子的事。老大聽(tīng)了,也就裝作去砍柴,也坐在那里發(fā)愁,這時(shí)大鳥(niǎo)來(lái)了,也背他去了金山。

看到滿地金銀珠寶,老大兩眼冒光,拿出帶來(lái)的大袋子,貪婪的裝了起來(lái)。大鳥(niǎo)告訴他不要拿太多,否則太陽(yáng)回來(lái)會(huì)被燒死。老大口中哼哼的應(yīng)著,根本停不下來(lái)。這時(shí)大鳥(niǎo)高聲呼叫,太陽(yáng)就要回來(lái)了!老大這才戀戀不舍的起身,但實(shí)在拖不動(dòng)快要裝滿的袋子,又舍不得丟掉一些。大鳥(niǎo)看到太陽(yáng)回來(lái)了,急急飛走,老大就被活活燒死了。這個(gè)故事告訴人們,想發(fā)財(cái)也不要太貪心,否則偷雞不成蝕把米。

在地球上當(dāng)然不存在什么太陽(yáng)山、金山,但在宇宙中還真有金山存在,來(lái)自奇妙的“宇宙煉金術(shù)”——中子星相撞!科學(xué)家認(rèn)為,中子星碰撞就像宇宙大型煉金爐,是制造出比鐵還重元素產(chǎn)生的源頭,地球上和宇宙中存在的黃金,幾乎都是中子星碰撞出來(lái)的。

2017年10月16日,世界許多天文臺(tái)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了第一次中子星相撞事件,這次事件的引力波漣漪歷經(jīng)1.3億年的光速傳播,被地球上的引力波探測(cè)裝置所接收到,這次發(fā)現(xiàn)被命名為“GW170817”??茖W(xué)家們認(rèn)為,這種碰撞讓中子星部分物質(zhì)碎屑飄散到太空,其中含有約300個(gè)地球質(zhì)量的黃金。

當(dāng)時(shí)科學(xué)家們認(rèn)為,這種碰撞事件每10萬(wàn)年會(huì)發(fā)生一次,但事實(shí)并非如此。2020年1月7日,科學(xué)家們又觀測(cè)到了兩顆中子星碰撞融合的引力波,這次事件被命名為“GW190425”,距離我們5.2億光年。由此可見(jiàn),中子星碰撞是宇宙中的常見(jiàn)事件。

中子星在宇宙中普遍存在,科學(xué)分析認(rèn)為,僅銀河系就不下10億顆中子星,現(xiàn)在已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的有2000多顆,我國(guó)“天眼”就發(fā)現(xiàn)了800余顆。但因?yàn)橹凶有翘。睆街挥?0公里左右,又不發(fā)可見(jiàn)光,因此很難被發(fā)現(xiàn)。

那么,什么是中子星,它有一些什么樣的特征呢?

實(shí)際上,中子星和黑洞、白矮星一樣,是恒星死亡后留在宇宙中的一種尸骸,是一種極端致密的天體??茖W(xué)分析認(rèn)為,一般情況下,質(zhì)量在太陽(yáng)的8到30倍之間的恒星,死亡后會(huì)發(fā)生超新星大爆炸,小于太陽(yáng)質(zhì)量8倍的恒星,死亡后會(huì)核心會(huì)坍縮成一顆白矮星;大于太陽(yáng)質(zhì)量30倍以上的恒星,超新星大爆發(fā)后核心可能會(huì)坍縮成一顆黑洞。因此,中子星是介于白矮星與黑洞之間的致密天體。

中子星直徑一般不會(huì)超過(guò)30公里,質(zhì)量在1.44到3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間,這個(gè)質(zhì)量上限叫“奧本海默極限”,超過(guò)這個(gè)極限,在自身引力作用下就會(huì)坍縮成一顆黑洞;而1.44個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量被稱(chēng)為“錢(qián)德拉塞卡極限”,是白矮星的質(zhì)量上限,超過(guò)這個(gè)上限白矮星就會(huì)坍縮成中子星。

由此可見(jiàn),直徑在10公里到30公里之間、相當(dāng)于一個(gè)中小城市大小的中子星,在宇宙中根本看不見(jiàn)其實(shí)體,只能通過(guò)射電望遠(yuǎn)鏡或引力波探測(cè)儀,觀測(cè)到其發(fā)出的電磁脈沖或碰撞引力波。

由于中子星是大質(zhì)量恒星爆炸后坍縮而成,其繼承了恒星的角動(dòng)量,一般都旋轉(zhuǎn)很快,最快每秒可達(dá)一千多轉(zhuǎn)。中子星的磁極與自轉(zhuǎn)軸不在一條直線點(diǎn)上,會(huì)有一個(gè)夾角,這樣中子星轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)發(fā)出的電磁脈沖就會(huì)像燈塔一樣在太空掃射,且極有規(guī)律,當(dāng)這束電磁脈沖掃射到地球被射電望遠(yuǎn)鏡捕捉到,這顆中子星就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

迄今為止,中子星基本都是這樣被發(fā)現(xiàn)的,由此,這類(lèi)中子星又叫脈沖星。

太陽(yáng)質(zhì)量約為2*10^30kg,直徑約為139.2萬(wàn)公里,10~30公里直徑的中子星卻具有2個(gè)左右太陽(yáng)質(zhì)量,可想而知其密度有多大。一般認(rèn)為,中子星的密度在每立方厘米1~10億噸之間!中子星密度如此大,是由于其極端引力壓,將原子都?jí)核榱耍娮颖粔嚎s到原子核里與質(zhì)子中和成中子,這樣,整個(gè)星體就主要由中子擠壓在一起,密度相當(dāng)于甚至超過(guò)原子核。

如果一塊很小的中子星碎片來(lái)到地球會(huì)怎么樣?這種事情是不可能發(fā)生的,因?yàn)橹凶有俏镔|(zhì)的極端致密,極難從中子星表面剝離一塊物質(zhì)下來(lái),中子星物質(zhì)一旦脫離了中子星強(qiáng)大的引力壓力環(huán)境,就會(huì)發(fā)生大爆炸,并崩潰成常規(guī)物質(zhì)。

因此,中子星只有與中子星或黑洞相撞,才會(huì)被撕裂或合并,極其強(qiáng)大的壓力和萬(wàn)億度高溫,會(huì)將物質(zhì)聚變?nèi)诤蠟楸辱F元素更重的元素,并且迸發(fā)出高能的X射線或伽馬射線,甚至發(fā)射出宇宙頂級(jí)能量伽馬射線暴。

據(jù)科學(xué)家分析,地球上第一次生物大滅絕事件,即發(fā)生在4.45億年前的奧陶紀(jì)大滅絕,就有可能是由于距離我們6000光年的兩顆中子星相撞,迸發(fā)出來(lái)的一束伽馬射線暴正好照射到地球,破壞了地球大氣層的臭氧層,太陽(yáng)紫外線肆無(wú)忌憚地襲擊地球,導(dǎo)致了生物食物鏈斷裂,85%的物種被滅絕。

因此,中子星是宇宙中一種極端存在,它們既可以為宇宙生產(chǎn)出更多的物質(zhì),也可以?xún)艋钪?,摧毀生命。但科學(xué)家們確信,宇宙中存在的黃金基本都拜中子星所賜,地球上的黃金也來(lái)源于“天上掉下的餡餅”,因?yàn)榈厍驐l件是無(wú)法自然形成黃金的。

據(jù)媒體2月25日消息,強(qiáng)大的韋伯空間望遠(yuǎn)鏡和它的前輩哈勃空間望遠(yuǎn)鏡,最近共同觀測(cè)到一個(gè)超長(zhǎng)伽馬射線暴,這束能量爆發(fā)于數(shù)百萬(wàn)年前兩顆中子星相撞,望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)的結(jié)果顯示,碰撞的確產(chǎn)生了“純金”,由此進(jìn)一步證實(shí)了宇宙中的黃金主要來(lái)自于中子星碰撞。

參與這項(xiàng)研究的羅馬大學(xué)天體物理學(xué)家Eleonora Troja指出,這是第一次能夠確認(rèn)比鐵和銀更重的金屬在我們面前被“新鮮”制造出來(lái)。而這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人Yu-Han Yang則說(shuō),中子星合并可能創(chuàng)造出一種理想環(huán)境,可以大量合成重元素,這是目前無(wú)法人工實(shí)現(xiàn)的。

由此,我們可以肯定,在相撞過(guò)的中子星附近,會(huì)有大量的金山銀山存在。那么,想發(fā)財(cái)?shù)娜藗兪欠裾娴木涂梢缘街凶有歉浇ヌ越鹉??答案?dāng)然是否定的。

首先,中子星相撞都在遙遠(yuǎn)的地方,距離我們都是以?xún)|萬(wàn)光年計(jì),最近的也有數(shù)千乃至數(shù)百萬(wàn)光年,而人類(lèi)目前的腳步連萬(wàn)分之一光年都還是望塵莫及;其次,由于中子星的極端引力場(chǎng),一般天體靠近都會(huì)被吃掉,更別說(shuō)人類(lèi)這種弱弱的生物了。

據(jù)計(jì)算,一個(gè)人如果被中子星吸引掉落到表面,速度最快會(huì)達(dá)到一半光速,其撞擊力度相當(dāng)于兩億噸核爆,也就是迄今世界最大的核彈——4顆蘇聯(lián)制造的沙皇氫彈的爆炸能量,這種能量爆炸的沖擊波,在中子星表面極端引力壓強(qiáng)下,連一毫米浪潮也掀不起來(lái)。而掉落在中子星表面的這個(gè)倒霉蛋,將迅速被壓縮成一堆中子,比一個(gè)病毒還小。

如此,如果真的有貪財(cái)者硬要前往撈金,必然會(huì)像到太陽(yáng)山上撈金的貪婪鬼一樣,有去無(wú)回。

但是,這并不能否認(rèn)中子星相撞出來(lái)的金子人類(lèi)無(wú)法消受,現(xiàn)在我們挖出的金礦,撿到的狗頭金,就是來(lái)自中子星相撞。在地球形成初期,曾經(jīng)遭受過(guò)隕石雨的長(zhǎng)期轟擊,其中就有許多黃金撞入地球,鉆進(jìn)那時(shí)還呈熔融狀的地球深處,由于重力作用,大量沉積在地核深處,少量在地殼層,被人類(lèi)所發(fā)掘。

而且,現(xiàn)在漂浮在太空的黃金,還會(huì)時(shí)不時(shí)會(huì)掉落到地球,如果某一天中子星相撞形成的大量黃金被地球引力捕獲,天上掉餡餅的奇跡就真的會(huì)發(fā)生了,你覺(jué)得呢?謝謝閱讀,歡迎討論。

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