微动态丨每立方厘米高达上亿吨，中子星内部是否隐藏着未知元素？

20世纪60年代，人类天文史上有四大发现，分别是：脉冲星，类星体，微波背景辐射和星际有机分子。其中脉冲星就是如今我们所说的中子星，每个时代的叫法不一样。

(资料图片)

准确来讲，脉冲星是中子星的一类，它是不断向外喷射超强电磁脉冲信号的中子星。在对中子星研究的过程中，天文学家们获得了恒星演化的更多重要资料。

如今我们知道，中子星是非常诡异的天体，它密度极大，是目前已知天体中密度仅次于黑洞的天体，它的密度如此之高，是否意味着还有更多我们没有发现的神奇元素呢？

首先我们来详细了解一下中子星到底是什么样的天体。

字面上理解，中子星就是完全由中子组成的天体，非常致密。1932年科学家首次发现了中子的存在，并且大胆假设浩瀚宇宙很可能存在着完全由中子构成的奇异天体。

随着对恒星的深入研究，天文学家们认为这种神奇的中子星应该是由恒星演化的，大质量恒星在死亡的过程中，急剧向内坍缩发生超新星爆发，最终留下致密的残骸，也就是中子星。

几年之后，这种观点被最终确认，大质量恒星在生命周期的尾声会朝着中子星演化，但是当时的人们并没有发现中子星的存在，只是理论上的分析。

终于，时间来到了1967年，中子星从假象的概念变成了现实，人们发现了中子星的存在。之后的几十年当中，天文学家们发现了很多中子星，其中一颗直径只有十公里左右，密度高达每立方厘米上亿吨，自转速度也非常快，是地球自转速度的一亿倍。

那么，中子星到底是如何诞生的呢？

我们都知道，恒星内部原材料主要是氢元素，在自身引力的作用下，恒星核心会产生超强的温度和压力，能够触发核聚变的发生，氢元素聚变成氦元素，同时释放出超强能量。

据估计，普通的恒星每秒钟核聚变产生的能量相当于上亿颗氢弹引爆产生的能量，能量如此之强，甚至能将地球瞬间摧毁。

核聚变产生的超强能量也是恒星保持稳定的重要原因，因为这种能量才能让恒星保持平衡。恒星自身产生的强大引力无时无刻不把物质拉向核心，如果没有核聚变产生的超强力量与之抗衡，恒星物质就会急剧向内坍缩，也就不可能保持稳定，不可能持续发光数十亿年。

不过，一旦恒星核燃料不足，当氢元素燃烧殆尽时，这种平衡就会被打破，强大的引力会占据绝对上风，恒星物质开始急剧向内坍缩。

在微观层面上表现为，核外电子会被强大的引力挤压到质子上，电子与质子结合就会形成不带电的中子，结果就是所有物质都会变成中子，一颗中子星就这样诞生了。

不过，需要大质量的恒星才能最终演化为中子星，像太阳这样的恒星是不会演化为中子星的，只会演化成白矮星，因为太阳的引力不够，不足以压迫电子与质子结合形成中子。

根据泡利不相容原理，电子与电子之间具有超强的“电子简并压”，也就是说，两个微观粒子不能处于完全相同的状态，当强大的引力迫使电子处于相同状态时，就会产生“电子简并压”，引力必须强于电子简并压才能把电子挤压到质子上，形成中子。

中子星不但密度极大，温度也非常高，表面温度就能达到上千万度，内部核心温度更是可以突破上亿吨。

这就意味着中子星内部的压力非常高。地球核心的压力约为300万大气压，而中子星核心压力能够达到一万亿亿亿大气压。

那么，中子星到底是由什么元素组成的，毕竟我们已知的天然元素只有94种，就算加上人工合成的，也只有118种元素。中子星肯定不是这些元素组成的。

我们先来看一下元素是如何诞生的。

最早的元素来源于宇宙大爆炸，早期宇宙几乎全是由氢元素和氦元素组成的，99%以上都是氢和氦，其中氢元素又占据绝大部分。

随着宇宙的逐渐冷却，由于密度温度和物质分布的不平衡，在引力的作用下，物质开始聚集在一起，物质的聚集因为着更大的质量，更强的引力。更强的引力又会吸引更多的物质，结果就像滚雪球那样，聚集的物质越来越多，最终到达一定临界点，就会发生核聚变，一颗恒星诞生了。

而恒星就是元素的“炼丹炉”，是元素的制造工厂。恒星在核聚变的过程中，不断创造出各种新的元素，包括如今我们看到的各种重元素。

理论上讲，只要恒星质量足够大，就能聚变成更重的元素，最核心部分是最重的元素，外层是更轻的元素，就像一颗洋葱那样，从里到外，元素质量越来越轻。

不过恒星核聚变到铁就戛然而止了，因为铁是最稳定的元素。比铁更重的元素是通过超新星爆发或者中子星碰撞产生的。

那么中子星内部会有未知的元素吗？

理论上讲，完全有可能存在未知的元素。因为我们已知的任何元素都是由电子和原子核组成的，而中子星内部物质只有中子，电子完全被挤压到质子上结合成中子。

也就是说，中子星内部没有电子，没有质子，完全是由中子组成的。

同时，由于中子不带电，中子之间的间隔就非常小，这也是中子星为何如此致密的原因。中子星的状态应该与原子核差不多，只不过是把组成原子核的质子换成了中子。

最后提一下黑洞。刚才说了，当强大的引力超过电子简并压时，就会把电子挤压到质子上形成中子，产生中子星。

而中子之间也存在“中子简并压”，当引力足以对抗中子简并压时，就会把中子无限挤压到一起，挤压到一个无限小的空间，形成奇点，一个黑洞就这样诞生了。

黑洞，比中子星更诡异，可以说是宇宙中最诡异的天体。组成黑洞的元素到底是什么？我们很难想象。甚至可以这样说，组成黑洞的已经不是物质了，起码不是我们能够认知的物质。

相对我们的世界而言，黑洞完全就是另外一个世界，一个我们或许永远无法理解的世界！

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