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？
　　致密星中最恐怖的两个存在——黑洞和中子星
　　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？
　　中子星构想图中子星变意面
　　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。
　　1967年，剑桥大学女研究生发现脉冲星（中子星的一种）
　　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＂ 。
　　中子星的电磁力构想图
　　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。
　　中子星两极发出的强电磁辐射束就像宇宙的灯塔闪烁
　　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。
　　不同形态的中子星意面
　　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 。
　　使劲挤压下，最终形成极高密度的物质，类似巨大的原子核
　　研究人员 马特·卡普兰 认为，中子星 巨大的 重力 使得它们的外层＂冻结＂成了固体，看起来和地球非常相似，外部薄薄的外壳包裹着一个液体核心。
　　计算机模拟的中子星固体外壳，压力把原子核压缩成了晶格
　　也许这种的说法还不能很直观地解释中子星的 内部压力和重力 有多大。根据 美国NASA 的说法，这种天体就好比把 太阳质量两倍 的恒星塞进一个只有 20公里宽 的球体中。仅是擓一勺 方糖大小 的中子星，它的质量也能和 珠穆朗玛峰的重量 相当。
　　卡普兰 作为中子星意面的主要研究人员不仅模拟了中子星的 内部结构 ，还利用计算机模型对 预设模型 进行 拉伸和挤压 ，以此了解中子星意面是 如何断裂 的。这么做还有一个重要的目的——它能够帮助科学家们计算中子星意面的 强度 。
　　中子星内部结构的猜想图
　　这种意面只存在于 中子星 ， 其他任何天体 都不会有存在。这时可能有吃货想发问了，如果真的想要 尝一口 中子星意面会如何呢？
　　根据卡普兰博士的介绍，如果真的能够以 某种神奇的方式 将中子星意面传到你的手中，毫无疑问这会让人 当场毙命 。由于脱离了中子星的 压力束缚 ，活跃的中子星意面会 像核弹一样爆炸 ，这也是为什么它会被称作 ＂核意面＂ 。
　　脉冲星的示意图——球体代表中子星，曲线表示磁场线
　　很明显，这种物质 太过于特殊 ，可是科学家为何对它们 如此着迷 呢？ 意面揭示宇宙起源？
　　事实上科学家研究中子星还有另外一层目的，那就是探索 宇宙的本质和起源 。这看起来又回到了一个老生常谈的问题上， 宇宙 是怎么来的？
　　恒星的演化过程
　　在最新的中子星 碰撞观测 中，科学家们得到了一个非常惊人的结果。大质量的中子星 核心十分致密 ， 原子核 在这里失去了自己的形态，它被凝聚成了 夸克物质 。这对天体物理学来讲非常重要，在这之前，夸克核是中子星内核的主要物质只存在于理论中，如今科学家终于有机会观察到它们。
　　这在过去是令人难以想象的，天文学家假设，在足够高的 热量和密度 下，中子会进一步被分解成 夸克 ，然后形成 夸克汤 。夸克作为基本的 亚原子粒子 ，经过结合形成了 复合粒子 ，也就是 质子和中子 ，而这些便是 构建原子 的底层物质。
　　围绕中子星的铁原子气体呈现的模糊环线出现了扭曲现象
　　另一方面，中子星的活动还会伴随 引力波 的出现，这对中子星的 内部观察 起着关键作用。在2017年，天文学家观察到了 GW170817 的碰撞。这两颗中子星的变化随着 引力变形 可以揭示它们的 内部结构信息 ，多个发现表明，这些中子星的 核心 不完全是 夸克物质 。
　　夸克物质是什么？
　　对于研究宇宙的天文学家而言，中子星夸克的发现关系着 宇宙的诞生 。因为在现有的理论中，宇宙在大爆炸之前是由夸克胶子等离子体构成的热汤强子。因此，我们可以看出中子星有可能是回溯这一切的关键。
　　夸克不会被禁闭在某一个特定的强子或者某一个小区域
　　除了现有的观测手段外，夸克在 粒子对撞机实验 中也能形成极其短暂的一瞬间。很明显现有的粒子对撞机不能完成有效的观测，如果科学家在未来能够描述出 夸克物质 在中子星的 形成条件 ，则有助于人们更好地 了解宇宙 。
　　粒子对撞机
　　随着 引力波 能够更加频繁地被观测到， 中子星的谜团 也在一步步揭开，相信未来不久，科学家会找到一种 新的方式 来描绘我们生活的宇宙。