宇宙中充满了各种神秘的天体和物质,所以未解的谜团、新的发现、新的理论层出不穷。在关于宇宙事物的清单上,一种外国食物的名字“意大利面”赫然在列,准确地说,宇宙中有一种名为“核意面”的物质,意思是该物质的形状像意大利面一样。除了名字十分特别以外,它还是宇宙中最强的物质之一,想要破坏它,你需要使出粉碎钢铁所需力量的100亿倍。

下面,就让我们一起来认识一下这个神奇的物质吧。

物如其名的核意面

想了解核意面,我们还是要从中子星说起。晚年的恒星在引力的作用下,内核不断坍缩,发生超新星爆发,留下黑洞或中子星。中子星的半径通常约为10千米,质量在太阳质量的1.4倍到2.16倍之间。可想而知,中子星的内部会是多么致密,一块方糖体积的(1立方厘米)中子星大约和珠穆朗玛峰一样重(10亿吨)。

宇宙铀含量(宇宙中最强的物质)(1)

顾名思义,中子星主要由中子构成,还有部分电子和质子。中子星的结构与地球十分类似,它们也有固体外壳,越向内、压力越大。在外壳中,压力使中子和质子结合成原子核。那么中子星内部会是什么样的呢?由于天文学家无法在实验中创造出如此巨大的压力,以观察高压下中子和质子的情况,他们只好使用计算机模拟中子星的内部。模拟结果让科学家大吃一惊:该物质随着压力的增加,其形状像各种各样的意大利面一样。不过这只是计算机模拟的结果。

根据该“理论”,在外壳之下,巨大的压力使中子和质子聚集在一起,形成了类似于球形意大利面的核;而随着压缩继续加强,质子没有足够的电斥力来维持球形,所以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。

观测结果与理论相联系

那么这种神奇的物质有什么用呢?

首先,它可以解释为什么脉冲星(中子星的一种,会发射成对的电磁波)旋转周期很短的问题。在脉冲星发射电磁波的过程中,由于释放大量能量,脉冲星的速度必然会减慢,所以天文学家应该可以发现速度较慢,即旋转周期较长的脉冲星。然而天文学们观察了大量脉冲星,但是没有一颗脉冲星的旋转周期超过12秒。

科学家认为,脉冲星产生电磁波的原因是由于其内部电子和质子分布不均,高速旋转的质子和电子会产生强大的磁场,这样就会在两极地区发射强大的电磁波。并且磁场还会导致脉冲星内部的电子和质子分布更加不均匀,进一步强化磁场,导致脉冲星散发的能量增强,散发的能量大,速度就会减慢,从而使脉冲星旋转周期变长。

宇宙铀含量(宇宙中最强的物质)(2)

但如果脉冲星内部存在核意面形式的物质,这种物质会阻止磁场的增强,使脉冲星速率无法减慢。最终,由于核意面的限制,磁场会逐渐稳定下来,这使得脉冲星停留在一个旋转速度(或旋转周期)。

其次,如果中子星内部的确存在核意面,那么它将使中子星的表面存在不规则的形状,表面凸起为“山”,尽管这些小山可能只有几厘米高,但这些不规则的小山还是会造成引力波的不正常。举例来说,宇宙就相当于蹦床表面,而中子星就相当于一个陷在蹦床表面的铅球。如果铅球的形状规则,那么就算它一直在旋转,也不会引起什么涟漪;但如果铅球表面十分不规则,那么随着它的高速旋转,它就会对周围产生影响。

当然,我们没法真的进入中子星的内部一探究竟,核意面只是科学家们依据计算机模拟提出的理论结果。虽然“小山”引起的引力波的异样可能太微弱,我们目前还很难观测到,不过,既然核意面预言了引力波的异样一直都存在,如果我们发现了由单一中子星造成的引力波的异样,也能反过来印证核意面的存在。

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