鄂元娟|如果可以从中子星上取下一立方厘米的物质，放到地球上会怎么样？中子星是这个宇宙

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中子星是这个宇宙中威力和影响力仅次于黑洞的特殊天体，它以其巨大的质量、很强的引力特别是高致密度闻名于世。如果我们有能力将一立方厘米的中子星物质，取出来然后快速地放到地球上，会出现什么样的状态呢？
要解释这个问题，我们还得从中子星的形成历程谈起。中子星是大质量恒星在生命末期，通过超新星爆发之后，残留的恒星物质继续坍缩而成。而恒星的诞生，则得益于在形成过程中不断吸聚周围的星际气体和尘埃等物质，不断壮大核心区的质量，同时在星际物质向核心区坍缩过程中，通过重力势能的部分转化以及物质间的挤压、碰撞和摩擦，核心区的温度和压力逐渐提高，当达到700万摄氏度以上、压力在几千万到上亿个大气压时，氢原子中的质子便有一定的几率突破库仑力的排斥，从而进入到另一个氢原子核中，聚合形成氘，开启了核聚变的第一步，这个过程被称为量子隧穿效应，至此之后真正的恒星就登上了历史的舞台。
恒星之所以能够维持稳定的形态，一方面取决于内部核聚变过程中所产生的向外辐射压，与恒星外部物质向内的重力压力保持相对平衡状态。另一方面，恒星外层物质没有持续地发生坍缩，也得益于恒星内部的温度和压力环境，仍然无法突破电子简并压力，也就是说这种电子简并压的存在，使得氢原子核中的电子还没有被压缩进原子核之中，从而恒星维持着一定的体积。在恒星内部的高温高压之下，虽然电子与原子核之间的距离会发生一定程度地压缩，但还没有达到发生质变的程度。
对于质量较小的恒星（在主序期结束以后，质量仍然低于太阳质量1.4倍）来说，在主序期结束以后，恒星内部的辐射压骤然减小，外层物质发生较为剧烈的向内坍缩，推动恒星残余物质密度持续增大，但由于组成物质较少的原因，在坍缩过程中所产生的压力，仍然不足以突破电子简并压力，只能形成密度较大的白矮星。
但是，对于主序期结束后质量大于1.4倍、小于3.2倍的恒星来说，在超新星爆发之后，由于内核不再产生核聚变反应，剩余物质继续发生剧烈坍缩，这种坍缩所产生的压力，就能够突破电子简并压的束缚，原子核外的电子被巨大的压力逐步被压进原子核以内，与质子结合形成中子，从而这种星体的组成物质几乎全部由中子所组成，这就是中子星的由来。假如连中子之间的简并压都不能支撑引力的作用，也就是恒星的残余质量太大，大于3.2倍的太阳，这个时候中子就会巨大的压力进一步压碎成亚原子级别或者其它不知道的粒子，从而发生持续无限性的收缩，最终演化为黑洞。
在中子星的内部，由于之前原子与原子之间、原子核内部空间都已经被严重的压缩了，所以中子星的密度极高，可以达到每立方厘米10^11千克－10^12千克级别，也就是说如果挖出来一勺中子星，其重量会达到几亿吨甚至几十亿吨。正因为中子星的密度极大，因此中子星的体积较小，通常情况下直径只有40-50公里。
【鄂元娟|如果可以从中子星上取下一立方厘米的物质，放到地球上会怎么样？】
中子星拥有较大的质量和极强的引力，如果参照黑洞的史瓦西半径算法，在任何一个星体与质心距离一定范围之内，都存在着一个区域使得连光线都无法逃脱，比如地球的史瓦西半径还不到1厘米，太阳的史瓦西半径为3000米，从这个数据我们可以看出，无论是地球还是太阳，其史瓦西半径范围都处于星体表面之内，所以在星体的表面光线是能够逃逸出去的。
再来看一下中子星的史瓦西半径，由于其质量一般情况下为太阳质量的1.4-3倍之间，所以其史瓦西半径也只是5000-9000米之间，所以也处于中子星的表面之内，其表面的逃逸速度最大约为15万公里每秒，是光速的一半以内，所以光线能够从中子星表面逃逸出去，如果有外界天体接触到中子星，不会产生像黑洞那样的直接吞噬现象，而是在巨大的引力下使两个星体相互靠近，继而发生猛烈的碰撞，在极高的温度和压力条件下，外部天体会慢慢进入中子星的内部，最终成为中子星的一部分。分页标题
中子星之所以能够呈现高致密性的中子态，是完全由巨大的引力引发的坍缩作用形成的，离开这个压力环境，中子星也不复存在，所以脱离中子星的整体环境，我们是无法使中子星物质单独出现的，这就决定了我们无法取出1立方厘米的中子星物质，即使接触到中子星的航天器，在现有技术条件下也无法摆脱其强大的引力。退一万步讲，我们费了九牛二虎之力取出来了1立方厘米的中子星物质，在脱离其压力环境之后，这些中子物质会迅速演变为自由中子，然后在很短的时间内就会发生衰变形成质子和电子，我们也无法将其带到地球上来。
那么，我们就来一个终极“拷问” ，忽略所有的中间环节，直接把1立方厘米的中子星物质瞬间带到地球表面，会发生什么？我想，在失去原有的高温、高压的环境之后，除了在短时间内因中子衰变释放大量的能量之外，那些质子和电子将会很快融入地球的大气层，在大气层中四处飘散，至于1立方厘米中子星物质所释放的能量，根据中子衰变前后的质量亏损情况，相对应的能量理论上只有几十万吨TNT的能量，并不会对地球的整体产生什么严重的影响。