為什么宇宙中會有巨大的“鉆石”
隨著人們生活水平的不斷提高,走在大街上我們隨處可見人們穿金戴銀,有的甚至手上戴著一個大大的鉆石戒指。相信大家都知道鉆石很貴,但是大家知道嗎?有一顆鉆石是全世界的富人加在一起也買不起,他在宇宙中,可是為什么宇宙中會有巨大的&ld;鉆石&rd;,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
1992年,科學家們在半人馬座天區發現了一顆距地球50光年、質量相當于11個太陽的白矮星BP 37093。觀測發現它有脈動的振蕩,科學家此推測其內部已經大部分冷卻結晶。這顆白矮星主要碳構成,而在地球上碳的結晶形態就是鉆石,因此有的科學家把它比喻成一顆超大型的鉆石。這顆鉆石有多大呢?估計有5&ties;1029千克,即25億億億億克拉。相比之下,地球上最大的鉆石&ld;非洲之星&rd;只有530克拉。科學家們開玩笑說,就算全世界的富人加在一起也買不起這么大的鉆石。他們根據&ld;甲殼蟲&rd;樂隊的一首歌《戴著鉆石的露西在天空中飛翔》給它起了一個昵稱:&ld;露西&rd;。
如果未來科技的發展能讓我們接近這個大鉆石,是不是能從上面鑿下一點來做戒指呢?恐怕不行。因為白矮星中的物質密度非常大,高達01~10噸每立方厘米,一湯匙這樣的&ld;鉆石&rd;重量就和一輛汽車相當。這不難解,因為這樣一個超重鉆石的直徑僅約3000千米,相當于把太陽壓縮到月球這么大小,密度當然會很高。這種壓縮是在恒星演化的末期進行的。當&ld;露西&rd;前世恒星的燃料燃燒完之后,無法再抵抗自身的引力,就會不斷坍縮。這種壓力之大使得原子中的電子與原子核脫離,恒星內部成為一片飄浮著原子核的電子&ld;海洋&rd;(電子氣體)。隨著星體的收縮,電子氣體的密度也不斷增高。但是,電子氣體的密度增大有一定的極限。簡單地說,我們可以把電子想象成需要占據一定空間的粒子。如果它們擠在一個很小的體積內,電子之間就會因為擁擠,產生相互排斥的壓力。這種壓力稱為&ld;電子簡并壓&rd;,它會阻擋進一步的引力收縮,于是恒星在電子簡并壓和引力之間達到一種平衡,白矮星&ld;露西&rd;就這樣誕生了。
像&ld;露西&rd;這樣的白矮星的質量存在一個上限,這個上限是144倍太陽質量,稱為&ld;錢德拉塞卡極限&rd;,是印度裔美國天體物學家錢德拉塞卡發現的。只有小于這個質量,白矮星才可以依靠電子氣體的簡并壓來平衡自引力。一旦超過這個質量上限,電子簡并壓就無法抵抗星體自身的巨大引力,星體會繼續向內快速坍縮,形成中子星或黑洞。太陽以及銀河系中的大部分恒星,演化到末期的質量都小于錢德拉塞卡極限,因此它們中有許多都會變成巨大的鉆石。