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《你知道吗？——现代科学中的１００个问题》

Ｉ·阿西莫夫　著
暴永宁　陈养正　钟元昭　吴伯泽　译
碧海听潮声  扫

１４　有人说中子星上每一立方厘米的物质重达十亿多
　　　吨，这怎么可能呢？

　　一个原子的直径，大体上说，约为１０^-8厘米。在普通
的固体和液体中，原子与原子之间靠得很近。实际上是相互
接触的。因此，普通固体和普通液体的密度取决于以下三个
因素：一是原子的大小，二是原子在其中的密集程度，三是
单个原子的重量。
　　在普通的固体当中，密度最小的是固态氢，它的密度是
每立方厘米０．０７６克。密度最大的是稀有金属锇，它的
密度为每立方厘米２２．４８克。
　　如果原子是一个不可压缩的固态小球，那么锇应当是所
有物质当中密度最大的了。这样，一立方厘米物质的重量绝
不可能超过一公斤，当然就更谈不上会有几吨重了。
　　但是原子并不是固态的，新西兰出生的物理学家卢瑟福
早在１９０９年就曾经证明，原子中的大部分空间是空的。
原子的外围只含有非常轻的电子，原子的９９．９％的质量
都集中在其中心的原子核内。
　　原子核的直径约为１０^-13厘米（或者说约为原子本身直
径的１／１００，０００）。如果一团物质中的原子能被很
紧很紧地挤压到一起，以致其中的电子都被推开，原子核被
迫相互接触，那么，这团物质的直径就会缩小到只有原来直
径的１／１００，０００。
　　如果我们的地球被压缩成为一团原子核，其中的所有物
质就将被挤压成一个直径只有１２８米的球体。太阳如果也
受到这样的挤压，它将成为一个直径只有１３．９２公里的
球体。如果宇宙的全部已知物质都被转换为相互接触的原子
核，那么，它们将会成为一个直径为几亿公里的球体，可以
绰绰有余地纳入太阳系的小行星带中。
　　恒星中心的热和压力能够破坏原子的结构并使原子核开
始挤压到一起。太阳中心的密度要比锇原子的密度大得多，
但是其中的一个个原子核仍然可以不受阻碍地自由运动，其
中的物质仍然呈气体状态。有一些恒星却几乎完全由这样一
些已被破坏的原子所组成。例如，天狼星的伴星就是一颗并
不比天王星大的“白矮星”，但是它的质量却和太阳一样大。
　　原子核是由质子和中子组成。所有质子都带有正电荷并
会相互排斥，因此不可能把一百个以上的质子集合在一处。
然而中子是不带电荷的，在适当的条件下，无数中子能够积
聚在一起而形成一颗中子星。人们认为脉冲星就是这样的中
子星。
　　如果太阳一旦变为一颗中子星，它的全部质量将会被挤
压成一个直径只有现有直径的１／１００，０００的球体，
或者说将成为一个体积只有现有体积的１／１，０００，
０００，０００，０００，０００的球体。这样一来，它的
密度将会是其现在密度的１，０００，０００，０００，
０００，０００倍。
　　太阳目前的总密度是每立方厘米１．４克。如果它一旦
变为中子星，它的密度就将成为每立方厘米重１，４００，
０００，０００，０００，０００，０００克。
　　这就等于说，中子星上的每一立方厘米物质重达
１，４００，０００，０００，０００吨（１４亿吨）。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年
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