在中子星内部的奇异物质,是如何形成的?有何特性?
宇宙中存在着许多的奥秘,人类现在的科技就连带人离开太阳系都做不到,更别提探索广袤无垠的宇宙了。出于对宇宙的好奇,科学家发明了射电望远镜,让人类的眼睛看得更远。于是我们发现了黑洞、中子星、白矮星等天体。
知道这些天体的存在后,人们又开始了新一轮的探讨:中子星的内部有什么物质?是如何形成的?今天我们就来聊聊中子星的内部的"奇异物质"!
引力从中作梗
说起"奇异物质"就需要知道中子星是怎么构成的,宇宙中存在四种基本相互作用力:强相互作用、弱相互作用(主要在粒子之间体现)、引力、电磁力。在体积、距离一定的情况下,质量越大引力也就越大。
在宇宙中,引力会把星际云中的物质聚集起来形成恒星。在恒星内部,引力也在起作用,它能平衡恒星内部由于核聚变反应导致的辐射压,让恒星不会因为核反应而爆裂开来。同样的,也是由于引力,恒星内部的物质被挤压在了一起,在恒星的生命周期走到尽头后,就会出现内核坍缩。
而恒星的内核坍缩,其实就是核聚变燃料耗尽,原先平衡的恒星内部开始走向另一种平衡。在引力的作用下,恒星内核中的中子需要和其它中子共用一片空间。为了争夺空间,中子之间就会相互对抗,此时就会出现一个奇妙的对抗局面:
原子核内的中子之间的互斥力会与引力对抗,结局只有两种。中止间的互斥力赢了就能防止进一步坍缩,成为中子星。而引力获胜的话,内核就会继续坍缩,最终成为黑洞。说完中子星形成的过程,接下来再说说奇异物质形成的过程!
奇异物质
发生地点还是在中子星内部,不过这里讨论的是最基本的物质——夸克。夸克一共有六种:比较稳定的是上、下(夸克),而顶、底、粲、奇异(夸克)它们都无法单独稳定存在!
其中比较重的夸克相当不稳定,无法单独存在,出现之后会通过"粒子衰变"迅速从高能量态变成低质量态,也就是成为更稳定的夸克(变成上夸克或者下夸克)。
上夸克或者下夸克两种夸克则是相对比较稳定的状态,一般不会发生改变,除非高能粒子碰撞才会出现一瞬间。不过上夸克和下夸克也无法单独存在,是相互依存的关系,中子和质子就是由它们构成的。
在从总体看中子星的内核,虽然中子间的互斥力大于引力,但是引力的作用仍然存在,在庞大的引力作用下,原子核会瓦解成夸克。当上夸克、下夸克和奇夸克被引力搅在一起时,就会形成一种流体——奇异物质。
关于奇异物质的定义有两种:首先,在临界压力下,原子核内的中子和质子被挤压,超过了临界密度,就会分解成为奇异物质,这是广义的说法。
狭义上来说,奇异物质是比原子核更稳定的基态物质,而原子核是一种亚稳定状态。原子核最终会变成更稳定的奇异物质,不过这个时间太过久远,人类很难观察到。而中子星庞大的引力,就是这个过程的加速器。
按照奇异物质假说,宇宙中应该存在一种名为夸克星的天体,是纯粹由奇异物质组成的天体。奇异物质和奇异星的特点是:特别的稳定,并且无坚不摧。同时,奇异物质也会表现出一种特殊的性质——传染性:和它接触的正常物质,都会加速衰变,成为新的奇异物质。
当然了大家也用太过担心,上面所说的与奇异物质接触会衰变成奇异物质,前提是在奇异物质存在的环境下进行的转变。比如一颗行星被中子星吞噬,行星的物质被吸引到中子星内核里(奇异物质所在出)。此时,正常物质面对临界压力,一旦接触奇异物质,就会快速转变。
总体来说,外面疯传的"奇异物质接触天体,就会被同化成奇异物质"的说法,是有待商榷的。毕竟谁也没有见到过奇异物质,也无法断定奇异物质是否真的有如此强大的"传染力"。就目前的假说推测来看,奇异物质仍然是一种具有"毁灭性质"的东西,最好不要去触碰。
总结
奇异物质假说都是科学家为了解释宇宙中的一些问题,而提出的假设,以人类目前的科技,还达不到证实其存在的能力,当希望是要有的,我们还是有机会探查中子星内部的!
对此,您有什么见解,可以在评论区留言探讨!
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