比钢铁硬100亿倍,宇宙中“最硬”的物质!来自中子星的“硬菜”


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比钢铁硬100亿倍,宇宙中“最硬”的物质!来自中子星的“硬菜”


科学家如果想要开脑洞 , 那他们的想象力可比一般人大得多 。 在核物理和天文学中 , 科学家就把一种天体当作了一种菜肴 , 这是什么天体呢?

这便是中子星 , 一颗致密又极为强大的天体 。 它几乎已经脱离了恒星的范畴 , 只有“天选之星”才能成为中子星 。 科学家认为 , 它可能是宇宙中最硬的物质 。
那么中子星是如何形成的呢?为什么中子星上会有这样的“菜肴”?科学家是如何解释这种情况的呢?这道“硬菜”有什么特别的地方吗?本文将从中子星和中子星意面构想这两个方面进行解答 , 接下来一起看看这道比钢铁还要硬上100亿倍的中子星硬菜 , 它是如何成为宇宙中最硬物质的?

中子星变意面中子星在太阳系中并不算多 , 因为从时间上来讲 , 一颗恒星从出生到死亡至少要经历近百亿年的时间 。 中子星作为恒星的另一个终点站而言 , 它并不像黑洞或者白矮星那样 , 是完全对立的两个极端 。 不过要是再努力一些 , 中子星就能变成黑洞了 。
成为中子星后 , 这里的引力、电磁力会变得异常诡异 , 而且巨大 。 残余的简并物质会构成中子星的主要部分 , 这些都是恒星之前“燃烧”剩下的余料 。 最终在引力作用下 , 所有的基本粒子被揉作一团 , 形成宇宙中最像球体的致密物质 。

为什么这么说呢?因为中子星上的环境过于特殊 , 所有的一切都被压缩在内部 。 如果上面有山一样的形状 , 那么中子星上最高的山峰不会超过2毫米 , 这使得中子星的表面十分“光滑” 。

通常来讲 , 如果恒星质量在10~29个太阳质量之间完成寿命终结 , 那么它们便会成为中子星 。 而它们的内部则令人感到不可思议 , 要知道它们之前可是比太阳还要大上数十倍的恒星 。 中子星会把所有的一切压缩进直径只有数十公里内的“球体”中 。
由于过分强大的引力 , 就连科学家也搞不明白 , 中子星的内部有什么 , 又是什么情况 。 目前学术界的观点认为 , 中子星具有不同结构的中子扭曲物质 。 为了完成中子星的基本研究 , 也许是为了方便命名和记录 , 科学家以意大利面来命名其中的结构 。

也许他们只是意面爱好者 , 总之名字就是来的 , 下面来看看中子星的意面结构吧 。
“硬核”的中子星意面首先是中子星的表面 , 简并物质在这里被包裹住 , 地表附近像“团子”一样的结构 , 它们是圆形的气泡状中子 。 进入中子星后 , 强大的压力会强迫中子进入一种被称之为意大利面的长管中 。 再继续前进 , 这里的变化就显得十分诡异了 , 所有物质被压缩成像千层面一般的中子片 。

中子星意面组合就这么来了 , 尽管这看上去相当奇葩 , 但这是科学家根据现有的观察和理论做出的合理预设和建模 。 由于现在的观测手段并不能直接观察到中子星的内部 , 为了完成较为具体的分析工作 , 科学家只有依赖计算机来完成剩余的工作 。
一般的计算机可模拟不了中子星这么强大的天体 , 如果用单个GPU进行模拟计算 , 至少得花费250年的时间 。 这份模拟工作的成果主要来自于麦吉尔大学、加州理工大学和印第安纳大学的共同合作 。 计算机模型显示 , 中子星内部密度比地球上的钢铁还要硬100亿倍 。

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