一個微量的中子星物質(zhì)就能重達數(shù)十億噸——這一現(xiàn)象在許多人看來是不可思議的。
因此，有人懷疑科學界是否真的在開一個大玩笑，因為這樣一個質(zhì)量龐大的天體似乎是難以置信的。
但事實上，不僅在理論層面，天文學家們早已確認中子星的實際存在，并觀察到了不止一個。
盡管中子星體積小、距離遠，普通望遠鏡無法直接觀測到它們，但天文學家們卻有辦法確認它們的存在。
永遠不要低估天文學家的智慧，他們是一群聰明絕頂?shù)膶＜?。中子星的引力、溫度、磁場和輻射能力都異常強大，可發(fā)出強烈的射電源。
中子星同樣會高速自轉，某些中子星每秒自轉可達數(shù)千次，在旋轉過程中釋放出高能射線。就像宇宙中的燈塔一樣，這些高能射線掃過銀河系，有些甚至會被地球上的射電望遠鏡捕捉到。
愛因斯坦的相對論早已預言，在巨大引力的作用下，天體會緊縮成一種密度極高的狀態(tài)，進而形成如白矮星、中子星乃至黑洞這樣的特殊天體。
例如，當一顆質(zhì)量不超過太陽質(zhì)量八倍的恒星演化到晚期，會膨脹成紅巨星，隨后其外殼與核心分離，外殼消散于宇宙，而核心則會坍縮成白矮星。白矮星的質(zhì)量大約介于太陽質(zhì)量的0.6到1.44倍之間。若超過這個極限，白矮星會進一步內(nèi)坍縮。
因此，1.44倍太陽質(zhì)量是白矮星質(zhì)量的上限，也被稱為“錢德拉塞卡極限”。太陽在生命終結時會成為一顆白矮星。
白矮星的密度極高，每立方厘米的質(zhì)量可高達億噸。由于電子簡并壓的平衡作用，白矮星無法進一步內(nèi)坍縮。
電子簡并壓的原理源自泡利不相容原理——即兩個粒子無法處于同一量子態(tài)。當兩個粒子在外力作用下不得不共處同一量子態(tài)時，會產(chǎn)生巨大的排斥力，這就是電子簡并壓。
換言之，就像你更喜歡獨自一人，當我硬要闖入你的私人空間時，你會強烈排斥我，這種力就是電子簡并壓。
簡而言之，白矮星內(nèi)部的物質(zhì)雖然不是我們所見的普通元素，但它仍能維持原子的基本穩(wěn)定形態(tài)，電子并未被壓縮至原子核。
然而，若白矮星的質(zhì)量超過1.44倍太陽質(zhì)量，電子簡并壓無法支撐，白矮星會進一步內(nèi)坍縮，最終形成中子星。
也就是說，中子星質(zhì)量的下限是1.44倍太陽質(zhì)量，而上限則是奧本海默極限，約為3.2倍太陽質(zhì)量。超過這一極限，中子星會進一步內(nèi)坍縮，形成黑洞。
中子星，是由中子構成的天體，依靠比電子簡并壓更強的中子簡并壓與引力保持平衡，從而保持穩(wěn)定。
普通物質(zhì)能保持穩(wěn)定，是因為電磁作用與引力相互制衡的結果。而像白矮星和中子星這樣的物質(zhì)，它們不是我們常見的物質(zhì)形態(tài)，而是依靠簡并壓與引力相抗衡。
例如中子星，它由高度密集的中子構成，仿佛一個超大號的原子核，但其密度卻遠超原子核。
我們知道，原子核的密度大約為每立方厘米1億噸，這已然令人震驚，而中子星的密度則可能超過每立方厘米10億噸。中子星的物質(zhì)形態(tài)，遠非我們所熟悉的任何物質(zhì)。
然而，中子星并不是最恐怖的天體。理論上，還存在著更為驚人的天體——夸克星。
如前所述，中子簡并壓比電子簡并壓更為強大，而中子星正是依靠這種強大的簡并壓來平衡自身引力，保持穩(wěn)定。然而，還有一種比中子簡并壓更為強大的力量，那就是夸克簡并壓。
假如宇宙中真的存在夸克星，它的密度將遠超中子星，可能大上億倍。但至今，科學家們尚未發(fā)現(xiàn)夸克星存在的證據(jù)。
目前，我們通常認為，奧本海默極限是中子星的上限，超過這一極限，中子星會坍縮為黑洞，所有物質(zhì)被壓縮至無限小的奇點。
黑洞是比中子星更加神秘的天體，現(xiàn)有的所有自然法則都難以對其作出解釋。不過，2019年，科學家們終于拍攝到了黑洞的照片，這不僅證實了廣義相對論的預言，也標志著人類對宇宙奧秘的探索邁出了重要一步。
而在此之前，科學家們早已在1967年就發(fā)現(xiàn)了中子星的跡象。當時，天文學家們接收到了來自宇宙的神秘電波，這些電波呈現(xiàn)出規(guī)律的脈動，與人類的脈搏跳動相似。英國天文學家休伊什最終確定，這種電波來自某種天體，并將其命名為脈沖星，即旋轉的中子星發(fā)出的脈沖信號，這些信號在掃過地球時被我們所捕獲。
因此，中子星的存在是確鑿無疑的，并且對人類的宇宙探索和認知起到了關鍵作用。特別是脈沖星，它們具有穩(wěn)定而規(guī)律的脈沖信號，如同宇宙中的燈塔，未來甚至可能成為人類星際旅行的導航標志，就像我們今天使用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)那樣！
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