比钢硬100亿倍，宇宙最硬物质是什么？此硬菜来自中子星

　　硬度是人类对材料的极致追求，因此在人类历史上，从石器时代到青铜时代，最后到铁器时代，变化的是材料的硬度。而后，人类又陆续发现金刚石、鲁珀特之泪等坚硬的物质。目前为止，人类发现的最硬的物质是碳炔。
　　碳炔结构
　　如果还不满足这些物质的硬度，那就将目光放向宇宙，寻找比地球的碳炔还硬的物质。这个时候我们会发现，地球这些物质的硬度全部都是弟弟。宇宙中的物质硬度都高得离谱，动辄得咎就是地球物质的上亿倍。想象一下这些东西撞击地球，地球能承受得起不？
　　这里面最硬的存在，是中子星的核意面。
　　中子星
　　中子星是宇宙中的天体名称，也是整个宇宙密度最大的星体，其平均密度为每立方厘米1亿吨以上。想象一下如果要把地球压缩到这个密度，那地球的直径只有可怜的22米。如此高密度的中子星，是怎么来的？
　　中子星是大质量恒星死亡后的墓碑，介于白矮星和黑洞之间，在它和黑洞之间还有一个概念星体夸克星。宇宙中没有什么物质是永恒的，即使是发光发热的恒星也有死亡的一天。以我们的太阳为例，它现在正值壮年时期，处在主序星时期，热量最稳定地持续输出，等再过约50亿年，太阳上面的氢核聚变反应完后，我们的太阳就会进入中老年。这个时候它的内部因为变成了氦而坍塌，最后变成红巨星，最后再变成一颗白矮星。
　　可是宇宙中还有质量远超过太阳的恒星，它们在主序星完成后，会因为内部的坍塌力量更大而形成红超巨星。因为坍塌实在太大，它会将自己外部的物质全部甩出来产生超新星爆炸。爆炸后，仅剩的大质量内核又会两种结局，一是变为黑洞，二是变为中子星。
　　一般来说，质量在8个太阳以上的恒星，会进入红超巨星到超新星爆炸形成中子星或者黑洞。因为内核还保留着原来的能量，它会以脉冲的方式发射出来，一些中子星就会成为脉冲星。中子星的密度大，主要原因是母恒星的质量很大，坍塌后的内核体积比起曾经来说非常小，因此造成了一块方糖大小的中子星物质，质量达到一亿吨。
　　如此高的密度，自然就会产生宇宙最硬的物质。地球最硬的物质
　　在远古时期，人类认为石头是最硬的物质，因此我们的祖先捡起地上的石头，砸向我们追逐的猎物。果然，被石头砸中的动物轻则头破血流，重则当场一命呜呼。在用石头砸猎物的时候，石头碰撞到了石头导致裂开，裂口边缘很锋利。
　　人类的祖先在搬运石头的时候不小心割伤了手，于是它们发现，石头经过撞击会出现断口，断口很锋利可以割裂皮肉。但是在制作这个工具的时候，需要找一块硬度更大的石头作为敲击体。这便是人类第一次在自然中比较硬度。
　　后来人类发展出了文明，学会了冶炼金属，得到了人类历史上的第一个金属制品青铜器。人们发现无论什么东西，只要被青铜做成的刀剑劈砍，都会粉身碎骨。我们认为青铜是比岩石还硬的物质，因为可以用青铜做的凿子凿开山石修路。
　　而后，人们发现比青铜还要硬的物质钢铁。战场上，钢铁的刀剑劈断了青铜剑，宣告新一任王者的到来。自此，人们认为，钢铁几乎是人类为自己寻找的最硬的材料。但很快人们才发现，非金属材料的潜力超乎想象。
　　目前地球上已知的最硬的物质是碳炔，这是一种碳原子以三价键的形式组成的碳链，其本质上是碳，但是因为内部的结构，造就了其超高的硬度。碳炔的硬度大约是钢铁的上百倍。碳给人的印象并不是坚硬的物质，相反它很柔软，还能燃烧取暖。但是不论是金刚石，还是后来的碳炔，都成为了地球上硬度数一数二的物质。
　　这是因为碳的可塑性非常高，能够形成各种化学键，这也是它能够成为我们生命的基础。我们自称碳基生命，就是我们的有机物是以碳原子为主链条，氢氧氮为添加物进行的组合。
　　也就是说，地球上最硬的物质，是碳原子组成的。那么中子星上面的物质，主要成分是什么呢？
　　中子
　　中子星顾名思义，主要由中子组成的星球。我们都知道原子由原子核与外围电子组成，而原子核又是质子和中子组成。中子是不带电且质量比起质子小很多的粒子，它第一次被发现是在著名的卢瑟福用原子轰击金箔的实验。
　　原本在一个原子里，质子、电子还有中子互相不会干涉，它们维持着这个原子的一切运动。但是，在中子星形成过程中，发生超新星爆炸，导致原子的质子和电子通通被甩出来。因为质子带正电而电子带负电，它们在宇宙中互相结合，这个结合的产物便是中子。再加上之前母恒星破裂的原子核里残留的中子，它们一起组成了中子星。
　　中子是组成原子的三大粒子之一，它不带电，但是特别容易进入原子核。如果用它轰击原子核，会引出核子反应，释放出巨大的能量，这便是人类研发的中子弹。四个中子会组成一个粒子，被称为四中子，又称零号元素。这种粒子不带电，与其他中子互为同位素。但是，目前这个四中子没有明确的理论证明，它的出现很像是一种偶然。
　　因为中子不带电，要它们结合起来，简直是天方夜谭，它们不会互相吸引，也不会相互排斥，就这样保持独立互不干涉。所以，四个中子组合成粒子，这几乎是不可能的。但是科学家们却认为，也许当年出现四中子是巧合，可如果是在情况非常复杂的太空，比如中子星上面，是有可能存在的。因为超新星大爆炸之后，原子的结构已经彻底被改变，我们不能用平常的原子理论去看待中子星上的情况。
　　中子星的内部有什么？
　　那么在中子星上，会以怎样的形式构成密度极大的中子星呢？核意面
　　核意面听起来很好吃，然而实际上它是一道硬菜，其硬度是钢铁的100亿倍，这世上没有谁能咬得动这道意面。
　　中子星是宇宙中引力仅次于黑洞的存在，因此光可以从中子星四周逃逸，但是逃逸路线会发生弯曲。因此，我们是不可能登陆中子星的，巨大的引力会引发上面的一切有质量的物质发生坍塌。因此科学家们只能通过电脑模拟，得出一个模拟的中子星内部结构。计算机将模拟的中子星组成呈现在大家面前，大家都惊呆了！
　　由于中子星的引力巨大，因此越往中子星的内部走，它的结构就越像一个意大利面团。超新星爆炸的巨大压力，让中子和质子们聚集在一起，形成了类似球形的核，中子和质子是原子核的组成部分，因此又称核意面。
　　球形面团并非核意面的唯一结构，越靠内部压缩越强，质子没有足够的电斥力来维持球形，类球形核结构又被压成长长的条状的意大利面。压缩继续升级，原子核会变成薄片状的意大利面。
　　这些意大利面们组成了密度极大的中子星，也自然而然成为了全宇宙硬度最高的物质。这便是中子星呈现给全宇宙的一道极致硬核的菜肴！可这份硬菜有什么作用呢？仅仅用来填饱中子星的肚子吗？当然不是，有一部分中子星会发出脉冲波，被称为脉冲星。并不是每一颗中子星都是脉冲星，只有旋转周期很短的中子星才能产生脉冲。而决定这个周期的，就是这些意大利面。
　　天文学家们发现，脉冲星是因为中子星释放能量导致的，本质上脉冲星的旋转速度会比一般的中子星慢很多。然而经过研究发现，目前已知的脉冲星中，旋转周期就没有超过12秒的。这是因为，脉冲星的分布都不会很均匀，导致残留的电子和质子们在旋转过程中产生磁场。
　　如果任由这个磁场加强的话，脉冲星两极地区会产生电磁波，释放能量，减慢脉冲星的旋转速度。然而，核意面将质子和中子结合起来，使磁场减弱，这个时候虽然依旧发射电磁波，但是它保住了脉冲星大量的能量，继续维持高速旋转。
　　此外我们都知道，中子星的引力仅次于黑洞，如果不考虑概念星体夸克星，它是宇宙中的第二大引力。光可以从中子星周围逃逸，但是逃逸的路线会出现弯曲，这是因为中子星附近的空间是扭曲的。扭曲的原因除了引力过大，还有就是，核意面会让中子星的表面并不平整，出现高度仅几厘米的山峰。正是这仅仅一点点山峰，就足以让旋转的中子星周围的空间出现弯曲。而弯曲的空间里，中子星在不断地向外释放能量，这就形成了引力波。
　　双中子星合并的引力波模型
　　也就是说，核意面很有可能是引力波发生的条件之一。引力波是爱因斯坦广义相对论中预言的一种物质，现在已经被人类证明存在，它来自于高速旋转的双脉冲星。研究意面的意义
　　那么这些意大利面对我们有什么意义呢？当然不是为了吃它，而是能够帮助我们实现星际穿越。
　　宇宙中有很多能量，但这其中有很多人类无法利用。核意面是人类通过电脑模拟出来的结构，而人类的实验中曾经偶然存在过四中子结构，这就意味着未来人类可以模拟中子星的环境，创造出核意面。中子星能量巨大，且没有黑洞危险，我们可以利用这一点为宇宙飞船实现能量供应。
　　此外，中子星周围扭曲的空间，是曲率加速器和虫洞科技的基础，未来能否接近光速，可以在这个方向上努力。
　　虫洞（想象图）
　　未来的探索
　　谁能想到宇宙中居然存在着意大利面结构的物质，而且这种物质还是全宇宙硬度最大的存在。宇宙拥有140亿年的历史，960亿光年的直径，人类探索的范围只是非常微小的一部分。当然，人类在宇宙中的前进范围不会仅限于如此。
　　如今人类的脚步还没有扩展到太阳系以外，甚至连我们自己的太阳系边界在哪里都还没有搞清，更不要说前往中子星，核意面似乎对我们还很遥远。可是我们不能因为现在还没有到达中子星就放弃研究，或许有一天核意面会和当年四中子结构一样偶然出现在人类的研究中。即便是惊鸿一瞥，也足以说明人类科技的伟大进步。