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比鋼硬100億倍的核面食?存在于中子星內部,被稱為宇宙最強物質
2023/09/03

世界上最硬的物質是什麼?是 金剛石、石墨烯、碳塊還是金屬鉻?隨著人類的探索,「世界上最硬物質」的稱號還會交給下一個物質,這不,科學家已經在茫茫宇宙中找到了一種 比鋼還要硬100億倍的物質——核面食

核面食,可以吃嗎?

一篇發表在《物理評論快報》上的研究正式介紹了這份「核面食」。它當然不是宇宙做的飯,根據來自美國和加拿大的科學家們的研究結果,他們認為 在宇宙中存在一種極其致密且硬度極高的物質,假設要粉碎這種物質, 必須對其施加大約100億倍的能量才可以做到

研究人員在文章中表示, 這可能是目前人類能在宇宙中找到的最強的物質那麼,核面食究竟存在于宇宙的哪里呢?

神秘中子星

研究人員認為, 核面食是位于中子星內部的物質。中子星是恒星演化到末期,在經歷了超新星爆炸之后,可能成為的物質之一。

一顆 低質量或中等質量的恒星,也就是 質量低于1.44倍太陽質量的恒星,它們將變成 白矮星

如果恒星的質量 超越了錢德拉塞卡極限,那麼, 電子簡并壓力將無法約束電子簡并物質,失去與重力對抗資本的物質,將不可避免地 繼續向著核心塌縮

在劇烈的壓縮中, 電子將會并入質子,最后轉換為稠密的中子變成 中子星。在這樣的重力塌縮之后,中子星的內部物質應該會 超級緊密,硬度超強,甚至能夠成為宇宙中最硬的物質。

中子星雖然少見,但是在宇宙中仍然能被科學家觀測到,而質量更大 甚至超過奧本海默-沃爾可夫極限的恒星,它們將塌縮成 黑洞

理論上,黑洞的中心才應該是宇宙最強的物質,它應該足夠小又足夠重,質量大到可以產生捕獲星系的引力。

但是由于 邊界的存在, 科學家目前還無法探測到黑洞內部是由什麼物質組成的,只能猜測在黑洞的中心應該是一個類似 奇點一樣的物質。

既然研究不了比中子星還要強的黑洞,那麼科學家只能把「最強物質」的殊榮贈與中子星了。中子星雖然沒有黑洞那麼「恐怖」,但是它的密度也十分驚人。

中子星的質量介于 1.35到2.1個太陽質量,但是它的 半徑只有10至20千米,相當于把130萬個地球塞進一個城市那麼大的空間里。

在中子星上,所有東西都超級重,根據美國宇航局的消息, 哪怕是一塊方糖那麼大的中子星物質,重量也將超過10億噸

這還只是中子星的表面,而位于內部的物質將比這 更緊密、更堅硬,核面食就是這樣的存在。

中子星擁有超級快的自轉速度,目前還沒有任何探測器在它身上實現著陸, 既然沒有帶回樣本,科學家是如何測定核面食的硬度大小的呢?

感謝計算機

雖然沒有親眼見過核面食,但是根據前文提到的線索, 核面食十分堅硬且密度非常大,這是一個很合理的推論

而且,你可別忘了我們人類最會使用工具了。研究人員正是使用了 計算機進行模擬實驗, 基于中子星形成條件以及目前得到的觀測數據,在一系列的 模型演算中測試核面食的強度。

最終,在計算機模型的幫助下,科學家得出: 核面食是比鋼還要堅硬100億倍的物質這個結論。

最后

同時,科學家也認為,像核面食這樣的物質 只可能存在于中子星的內部,因為它的硬度完全來自其恐怖的密度,要想達到這樣的條件,只有中子星才能滿足。

根據美加兩國科學家的研究,核面食甚至可以層層堆積形成小的「山脈」, 理論上這些「山脈」會在中子星超快的自轉下對周圍的時空產生漣漪,也就是產生 引力波

如今, 科學家已經觀測到兩顆中子星相撞時會產生引力波,但是引力波是不是一定由核面食產生的,這就需要等待進一步研究了。

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