如果太阳、木星和地球被缩小成直径为3厘米的球体,它们会感觉是固体还是气体?
太阳是一颗G型光谱的黄矮星,木星是一颗巨大的气态行星,地球是迄今为止宇宙中唯一活着的行星。如果它们都被压缩成3厘米直径的球体,它们会变成什么?
1。什么特征决定了天体的性质?
上述三个天体:太阳、木星和地球,包含了天体诞生时的三种主要发展可能性。太阳是一颗恒星,木星是一颗气态行星,地球是一颗岩石行星。那么天体的哪些特征决定了天体未来的发展方向呢?
的质量是确定天体性质的唯一标准。
,无论是恒星、气态行星还是岩石行星,在诞生时都是岩石天体。然而,它的发展有几个阶段:
1,岩石天体阶段
,三个天体的起点,因为天体的发展需要一个质心!在太空微重力条件下,小行星物体可以成为天体的核心。只要其他小行星等星际物质的密度足够高,那么天体就会逐渐成长为行星!
行星的标准:它能清理自己的轨道,冥王星不能清理附近的柯伊伯带,它不能清理自己,所以它被排除在行星行列之外!
为什么土星环上的小行星如此密集,以至于它们不能形成行星?因为这个位置在土星的罗氏极限,天空将被土星的潮汐引力撕裂,最终慢慢落入土星。土星环可能会在几十亿年后消失——几十亿年!
2,气态行星阶段
当岩石物体的质量以几种方式增加时,主要的方式是引力俘获和碰撞,前者需要质量扭曲梯度空间来认可,而后者不认可,因此岩石物体的阈值非常低!然而,气态行星只有一条路径,重力捕获气体,这需要天体的质量增加到一定程度或更多!上图
是氢和氧分子在27℃时的平均运动速度。你肯定会发现这个速度比地球11.2公里/秒的逃逸速度低得多,它们会留在地球上吗?氢分子不会,而氧分子会,因为密度较低的氢分子会到达高层大气。在阳光和高能粒子的轰击下,它们很容易逃离地球重力的舒适。然而,相对密度较高的氧分子将停留在较低的大气中,不容易被轰击逃逸。
但是当行星的质量产生的逃逸速度远远高于氢分子热运动的逃逸速度时,这些气体将诚实地停留在行星的表面,并且在这个时候大量添加的物质和气体将给予行星更大的逃逸速度,并且未来的方向将是气态行星!因为氢比产生恒星系统的气体云中的任何其他元素都要丰富!
3,恒星阶段
随着行星质量的增加,其核心的引力坍缩能量加热机制将使核心温度急剧上升。当氢聚变所需的温度和压力达到时,恒星将开始诞生!
从这三种气体的形成过程来看,气态行星是一个关键的过渡阶段。如果此时有足够的星云物质,木星可能会成长为太阳系中的第二颗恒星,而太阳可能会形成伴星。然而,在这个时候,行星将受到两条太阳光线的照射,可能很难孕育生命!
2,另一个决定天体性质的因素:密度
许多恒星的质量远远超过黑洞,为什么它们不坍缩成黑洞?因为在内部核聚变部位有一个向外的辐射压力,这个辐射压力是平衡恒星的关键因素。如果一颗恒星超过爱丁顿极限,它的辐射压力将会非常强大,而超强的恒星风将会导致恒星物质的大量流失!但是如果恒星失去辐射压力,在没有辐射压力支持的情况下,核心将会坍塌成白矮星、中子星甚至黑洞,而这三者的唯一标准仍然是质量!为什么
说密度是决定天体的另一个因素?因为我们要讨论的问题是三个天体被压缩成直径为3厘米的小球体时的特征。此时,密度是描述它们特征所必需的,因为这些天体除了太阳之外不能自行坍缩!
1,只能坍缩成以太阳为标准的白矮星,但显然3CM比太阳白矮星的直径小得多,那么它是标准黑洞吗?
将每个参数代入上述施瓦茨半径计算公式,并计算出如果太阳要塌缩成黑洞,其质量不会改变,半径需要压缩到2.95公里以内!3厘米的直径已经比施瓦茨半径小得多,所以3厘米的太阳是一个黑洞!
2年,木星也可以参照太阳的方式来计算,它的史华兹半径是2.82米,也就是说,当木星被压缩到2.82米的半径时,木星会直接坍缩成一个黑洞,所以3CM木星也是一个黑洞!
3,地球的Schwartz半径是0.00885M,即8.85毫米,3CM=30MM,这大约是黑洞直径的2倍,所以此时的地球是中子星物质!当三个天体被压缩到3厘米时,太阳和木星将不可避免地变成黑洞,而地球将变成中子星。前者不能再被描述为气态或固态,因为它是一个没有大小的点,它唯一的外在表现是重力!然而,中子星仍然是固态的,至少在表面上是如此!