白矮星是什么？
谢谢邀请，任何事物都是有其演化过程的，也就是说都逃不脱历诞生、成长、壮年、衰弱、老年、死亡的过程，当然也就包括像太阳一样的恒星。恒星也是有生命周期的，在宇宙空间当中，存在着成块状分布的气体和尘埃，形成星云。如果星云内包含的物质足够多，在外界的扰动影响下，星云会向内收缩并分裂成较小的团块，经过多次的分裂和收缩，逐渐在团块中心形成了致密的核，当核心的温度升高到达到氢核聚变反应能够进行时，一颗新的恒星就诞生了，行星诞生之后就进入主序星阶段，太阳就处在主序星阶段。
当恒星内部的氢元素不断的核聚变反应而消耗，根据恒星质量的大小会形成红巨星和超红巨星。最终，恒星核心质量小于太阳1.44倍的恒星将会演化为白矮星。恒星核心质量大于1.44倍太阳质量但是小于3.2倍太阳质量的恒星将演化为中子星。超过太阳质量3.2倍的恒星将会演化为黑洞。预计太阳最终的命运将是一颗白矮星。。
把一立方厘米的中子星，换算成地球的密度它的体积有多大？
把一立方厘米的中子星，换算成地球的密度它的体积有多大？这只是一个简单的数学题。中子星密度为1~20亿吨/cm^3，地球密度为5.5g/cm^3，中子星密度约地球密度的18.2万亿~364万亿倍，我们折中一下，中子星按中间密度10亿吨/cm^3，这样1立方厘米中子星就有182万亿立方厘米的体积，换算成立方米就是1.82亿立方米。
根据球体积公式V=(4/3)πr^3，可计算出1立方厘米的中子星物质变成地球物质，相当一个半径351米的球体。这个结果可能超乎一些人想象吧？中子星说得那么玄乎，也不过如此。其实这已经很玄乎了，一个指甲盖那么大的中子星物质，变成地球物质就成了塞满鸟巢空间一个巨大的球。如果变成一个黑洞，1cm^3体积的球形半径就是约0.62cm，这就是黑洞的史瓦西半径。
史瓦西半径的计算公式为：R=2GM/C^2，这里R为史瓦西半径值，G引力常量，M为天体质量，C为光速。根据公式计算，这么大的黑洞质量约有41万亿亿吨，约地球质量的68.3%。那么60万亿吨的地球如果变成中子星，地球体积将缩小182万亿倍，就成了一个半径约112.4米的球。也就是说这个球远远没有1立方厘米中子星物质变成地球物质体积大。
想一想我们开着时速100km的汽车，没日没夜一刻不停的开，都要开16天多，才能够转一圈，而地球变成中子星后，只要散着步也只要几分钟就转了一圈，开心吧？不过这种开心永远也不会降临。这是因为中子星的质量介于太阳的1.44~3倍之间，太阳质量的1.44倍是钱德拉塞卡极限，没到达这个临界点，就只能成为一个白矮星，成为不了中子星；而太阳的3倍左右是奥本海默极限，到了这个极限，中子简并压就再也支撑不了重力压力，必然坍缩成一个黑洞。
因此中子星的半径一般在10km左右，像地球这种质量，包括太阳这种质量的天体，是变不成中子星的。太阳最终的归宿是一个白矮星。一般认为要太阳8倍以上，30倍以下的恒星在演化晚期，发生超新星大爆发后，抛弃了绝大多数的物质，剩余的核心致密物质才会形成一个中子星。而40倍太阳质量以上的恒星，超新星大爆发后核心残留物质会坍缩成一个黑洞。
所以在中子星上转一圈至少有六七十公里，急匆匆的走也要走八九个小时吧。而且已知的任何物质都无法在中子星上落脚，更别说人了，靠近都不行。如果一个成年人被中子星引力捕获，拉拽着掉到其表面，掉落速度可达光速一半，即每秒15万千米，撞击的威力相当15000多颗广岛原子弹同时爆炸。不过别担心，中子星会毫发无损，连1毫米波澜都掀不起来。
因为中子星上重力形成的压强达到10^28个地球大气压，也就是1万亿亿亿个大气压强，相当地球中心压强的30万亿亿倍。中子星的极端还有：磁场强度达到地球的数十万亿倍；逃逸速度达到一半光速；表面温度数百万度到上亿度，中心温度可达万亿度。这样的地方，在可预见的未来，人类是也无法靠近的。不过刘慈欣的小说《三体》中，描述的三体人水滴探测器，就是由中子星类物质制造的，所以人类穷尽一切办法不但无法窥探其中的秘密，就是在表面放大一亿倍也无法找不到一点疤痕。
当然这只是小说夸张的想象，中子星物质是没有办法在一般环境存在的。致密的天体是如何形成的？密度不同的天体，是由于天体重力不一样导致的。因为在超强大压力下，物质会被压垮，这种垮不是我们生活中看到或理解的那种垮，而是原子粒子之垮。我们之所以能够看到各种各样形态的物质，能够保持某种形态不变，是因为物质内部有一种压力，或者叫斥力，在支撑着外部压力。
比如人体，经过长期进化适应了地球1个大气压的压力，形成了人体内部压力与外部压力的平衡，这样人就能够在地表每平方厘米1公斤的压力下活动自如；而如果加大压力或者减少压力，人类就承受不了，因此在深潜时或太空探索，人类就要穿上抗压服，来帮助身体抵御外面压力的变化。在物质内部更深层次，每一个层次都会自动抵御某种压力，这种抵御压力的原理是量子力学的奠基人之一，美国物理学家沃尔夫冈·泡利发现的，因此人们把它定名为“泡利不相容原理”。
这个原理认为，微观层面费米子（电子、中子、质子等一类粒子）组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态，也就是说两个粒子不能占据空间中的同一个位置。通俗的说，就是这些粒子天生不愿靠在一起，一定要保持距离，这样就形成了相互之间你推我搡的排斥力，这种排斥力到了越深层次的粒子就越大，能够抵御的压力也相应越大。
巨大恒星中心压力极大，超新星大爆发导致的压力就更高了，这样中心物质就会在不同压强下形成不同层次的致密天体。电子简并压和中子简并压造就了白矮星和中子星。首先，中子星的质量介于1.44~3个太阳质量之间，小了没到达钱德拉塞卡极限，也就是1.44个太阳质量，重力就达不到压缩临界点，就只能保持白矮星的电子简并态物质。
电子简并态物质也是在重力极大条件下，物质的原子被压瘪了，不过还没有碎，只是外层电子成为游离电子，而原子核还保持完整的躺在电子海洋中。这就是白矮星，白矮星依靠电子之间排斥力形成的简并压支撑着重力压。太阳以及8倍太阳质量以下的恒星，演化后期外壳物质会消散在太空，中心留下一个质量在太阳1.44倍以下的白矮星，体积约地球大小，密度达到1~10吨/cm^3。
当白矮星通过吸积，或者超新星大爆发后核心残留的致密物质达到1.44个太阳质量以上时，电子简并压就再也无力支撑巨大的重力压力，星球物质只有进一步坍缩。这样原子就完全崩溃了，带负电荷的电子被压进了原子核，与带正电的质子中和成为了中子，加上原子核中原来的中子，整个星球就基本上由中子组成，因此叫做中子星。中子星已经完全消除了原子巨大的空间间隙，达到原子核的密度，约10^15kg/cm^3。
中子星物质是目前人类观测到密度最大物质。中子星就依靠中子简并压支撑极高的重力压，勉强维持着这种极端致密的物质形态。当中子星通过吸积，或者超新星大爆炸核心致密物质质量超过太阳3倍左右时，就到了奥本海默极限，中子简并压就也无法支撑这种压力了。这时，就没有任何力量能够阻止物质的无限塌缩了，中子也被压碎了，我们认知的一切物质形态再也没有了，这个天体就成为一个无限小的奇点，这个奇点的密度已经无限大。
虽然这个奇点没有体积，人类无法看到了，但还保有着质量、角动量和电荷等物理量，并在奇点周围形成一个与质量成正比的球状无限曲率空间，这个空间什么也没有，只有引力场。这就是黑洞，那个球状空间就是黑洞的史瓦西半径。黑洞奇点已经不是我们可认知的事物，也不是我们世界的物质了。因此中子简并压物质是我们能够认知最极端最致密的物质。
原子核放大到篮球场那么大，拿（工具）去刮凿挖，能挖到边角料吗？
原子核放大到篮球场那么大，拿（工具）去刮凿挖，能挖到边角料吗？这是一个异想天开的问题。因为原子看不到摸不着，许多人就有这种幻想，就希望把它放大来看看到底是个啥模样。现在我们就来通过这种假设，了解一下原子的有关性质。原子核放大到篮球场这么大，原子有多大？一个标准的篮球场，长度为28米，宽度为15米，周边还要有一些空地。
通常人们认为原子和原子核都是圆球状的，我们就按照篮球场的内空尺寸放大原子核，这个核就是一个15米直径的球。不同的原子有不同的核子结构，最小的原子核只有1个质子，原子量为1；最大的原子核有118个质子，179个中子，原子量达到297。我们不去管它，只按照一般的说法，原子的数量级在10^-10m尺度，原子核的数量级在10^-15m尺度，来衡量这个原子有多大。
这样，如果原子核放大到直径15米，这样原子核放大倍数为1.5亿亿倍。那么将原子直径增加同等倍数，这个原子直径就有1500公里。用现实中的物体比较，这个原子核就差不多有一幢别墅那么大，而原子就要占据一个100万平方公里的范围，而中国总面积才960万平方公里。这个原子就相当一个小星球，差不多有鸟神星那么大，鸟行星是太阳系第三大矮行星。
而这个星球般大的原子，总质量的99.87却在别墅般大的原子核上，体积却只有整个原子的几千亿分之一，占据了巨大空间的电子质量几乎可以忽略不计。那么原子是虚空的吗？看起来的确是这样，实际上并非如此。早些时期，人们认为的原子形态是行星模型，就是一个个电子围绕着原子核在不同能级上运动，就像一颗颗行星围绕着太阳旋转，所谓虚空就是这么来的。
后来量子力学的发展，粒子运动的不确定性原理认为，人们无法确定粒子运动的位置和动量，因此电子随机地在原子核周围运动，随时可能出现在任何位置，这样就形成了电子云模型。可以理解为，原子的电子外壳实际上并非一个乒乓球样的外壳，而是充实在每一个位置的点。别看这占据质量极少的电子外壳，却牢固地包裹保护着原子核，要打破这个坚硬的外壳，接触到内部的核，一般的常力是无法做到的。
就如题目所说，即便这个原子变成鸟神星这么大，用挖掘机、枪炮、原子弹也无法撼动其表面半分，更别说拿把锄头，或提着一个工具箱去挖、凿、刮原子核了。即便能刮动外围表土，你有办法挖到鸟神星的核心吗？多大的力才能打破原子的电子外壳呢？在地球上，组成物质的原子和分子之间是有很大间隙的，因此物质的确是疏松虚空的。任何物质，就连钢铁、金银在高倍电子显微镜下，其结构也是空洞大于实体，因此物质在极大压力下，就会被压缩，密度增大。
但这种增大只是分子、原子之间间隙的缩小，并不会触动原子外壳本身。地球上最大压力在地心，是海平面压力的360万倍，那里的物质在高温高压下成为特殊的流体状，其坚硬和韧性比地球任何地方的物质都大，但原子形态依然没有撼动半分。压力的单位为Pa，称帕斯卡，简称帕，海平面大气压为101.325kPa（千帕），通俗说法为1个大气压，也可以说1公斤压力，就是每平方厘米承受1公斤的压力。
在木星、土星等大质量行星，核心压力达到几百甚至几千万个，气态氢在这种压力下成为液态，甚至成为金属态，但氢原子的形态依然是完整的。而人力能够形成的压力有多大呢？挖掘机的压力也就300公斤左右，狙击步枪子弹对目标压力约1000公斤，原子弹爆炸核心压力可达几十万个大气压强。也就是说地球上人为的力是无法打破原子电子外壳的，更别说触动内部的原子核了。
能够撼动原子外壳的白矮星。宇宙中有一种星球叫白矮星，体积只有地球大小，质量却相当太阳这么大，因此其密度极大，达到10吨/cm^3，这种星球一般是太阳质量8倍以下的恒星，死亡后留下的尸骸。这种星球为什么密度有这么大呢？就是因为极高的引力压，将物质的原子外层结构破坏了，原子外层电子成为自由电子，被压缩到最靠近原子核的能级，电子之间的距离被压缩靠近了。
但白矮星物质的原子核依然没有脱离电子的保护，只是荡漾在电子的海洋中。这个压力有多大呢？研究表明白矮星表面引力压力达到地球的4.5亿~10亿倍，表面重力达到地球表面的18万倍以上。这样巨大的压力虽然把原子外层电子压得紧致了，电子与原子核之间的空间变小了，但依然无法触及到原子核。只有当白矮星通过吸积达到钱德拉塞卡极限，也就是1.44个太阳质量以上，白矮星就会坍缩成一个中子星。
量子简并压是支撑白矮星、中子星的力量。何谓量子简并压？量子力学把基本粒子分为玻色子和费米子，电子、质子、中子都属于费米子。费米子粒子遵循泡利不相容原理，就是费米子组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。通俗点说就是当它们在一起时，就会像小孩子们玩游戏一你推我搡，相互不让靠近，只有在极大压力下，才会压垮这种排斥力。
白矮星就是依靠电子与电子之间的相互排斥力，支撑着巨大的重力压力，维持着星球的物质形态。这种支撑压叫电子简并压。当引力压力进一步加大，电子简并压无法支撑这种压力时，电子就被压到了原子核里。由于电子带负电，原子核的质子带正电，它们碰到一起就会中和变成中子。这时，中子与中子之间相互排斥的压力支撑着物质保持某种形态，这种支撑压就叫中子简并压，这种全部由中子组成的物质就叫中子简并态物质，有这种物质组成的星球就叫中子星。
中子星体积只有10公里左右直径，质量却达到太阳的1.44倍以上，因此其密度高达10亿吨/cm^3，表面压力达到10^18个大气压强，也就是每平方厘米1000万亿吨。宇宙中顶级极限压力就是黑洞。当中子星通过吞噬恒星或星际物质，达到奥本海默极限，也就是中子星质量达到太阳3倍以上，中子简并压就无力支撑自身巨大引力压力了，所有物质都无限坍缩到中心那个无限小的奇点上，中子、夸克都破碎化为乌有，可见物质再也不存在，只剩下质量、电荷、角动量三个物理量，这就是黑洞。
由此可见，要破坏原子外壳，改变原子核结构，依靠蛮力是做不到的，需要的力量太大了。但聪明的科学家们并不需要蛮力解剖原子，而是通过高温、低温、碰撞等方式，深入到原子核内部去了解物质深层次本质，如可控核聚变、波色~爱因斯坦凝聚态、大型强子对撞机等方式，获得了许多基本粒子的信息，从而让人类文明走向新的高度。就此打住，如喜欢我的文章，请关注点赞。
一汤匙中子星质量10亿吨，假如这一小块中子星碰撞地球进入大气层，会被烧完吗？
首先必须说，想把一汤匙中子星物质拿出中子星基本是不可能的，因为只有质量达到太阳1.44倍的恒星，才能依靠强大的引力把自己压成中子星，失去这样的引力，中子星物质将无法以中子简并态存在，也就是说，中子星物质将无法像在中子星上那样的状态存在。那么既然问题都说是假设，我们就来假设一下吧。一汤匙的中子星物质大约2-5立方厘米，说它有10亿吨也基本靠谱，这么一点中子星物质来到地球上会发生什么样的景象呢？常见的说法是由于它巨大的质量，它会受地球引力影响迅速砸向地心，大气层中的空气根本奈何不了它，它会穿过地心跑到地球的另一面，当速度降为零之后又会再跑过来，就这样来回在跑，随着地球的自转，它甚至会把地球切一道缝隙，最后停留在地球的中心。
其实这个说法是不正确的，因为这仅仅考虑了中子星的质量和地球引力的关系，忽视了中子星物质本身具有的物理特质。其实中子星物质之所以能保持中子简并态，是因为它处于极高的压力环境之下，想一想质量比地球大了33万倍的太阳，其内部的中心压力都无法使之成为中子星，地球这样的环境中更无法保持它的状态了，所以如果只有糖块大小的中子星物质来到地球这样的压力环境里之后，它失去原先在中子星上压力后状态会迅速发生变化，中子简并态会迅速瓦解，体积立即就会开始膨胀，并且是爆炸性的膨胀，威力不下于爆了一颗巨型核弹！但是这并不算完，而是只是开始的序曲，因为在大约16分钟后，它又会发生中子分解，这个层面爆炸就更厉害了，即便是目前全世界所有的核弹加起来引爆，也难及它的万分之一。
为什么这么说呢？看看中子星为什么叫中子星就知道了，因为中子星物质靠着强大压力把质子和电子压到一起形成了中子，把原子中的广阔空间（原子核和电子占原子体积的份额非常小）挤掉了，并且它还维持着中子和质子数量的平衡。而通常情况下，没有处于原子核里的中子是不稳定的，它会衰变成质子和电子，最常见的是形成一个氢原子，其半衰期大约就是16分钟。
在这一过程中，中子的衰变将会释放出能量，发生核爆现象。那么这个糖块儿大小的中子星物质在地球这样的环境中能产生多大核爆能量呢？物理学家们通过计算发现中子的质量比衰变分解后形成的氢原子的质量大了约 0.0008的比例，而10亿吨中子星物质发生衰变时将会有80万吨物质变成能量，根据爱因斯坦的质能转换关系式计算，会发现这太可怕了，可达几十亿颗核弹的爆炸当量，所以这样的事就是能试也还是别试了吧！。
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