銀河系中每一百顆恆星就有一顆屬於「中子」類型。 這些物體的密度非常大,它們的內部擠壓在一起,直到它們開始像一個巨大的原子核。
但它是一個不尋常的原子,因為它不成比例地由中子組成。
為了了解這些中子從何而來,我們需要深入中子星的各個層,並了解巨大的引力如何影響單一粒子的個人空間。
中子星是如何形成的?
每一顆恆星的深處,都爆發著一場戰爭。 當核反應產生的熱量向外推出時,重力會吸引,從而形成相對穩定的等離子體球。
核烤箱遲早會冷卻。 對於明星來說大致質量的10至30倍對於我們自己的太陽來說,熱量的損失導致其較冷的外部氣體在重力的作用下迅速下沉,不斷增加速度,直到撞上最後時刻形成的密集的熱鐵堆。
衝擊波產生巨大的能量,以超新星爆炸的形式將熱氣體和輻射波噴射到宇宙中。 剩下的就是位於核心的鐵球,它比塞進太陽的太陽重一點。空間寬約 22 公里(13.6 英里)並塗上一層薄薄的(約一米厚)捕獲的氫和氦氣氛。
中子星的大小與紐約曼哈頓相比(美國太空總署戈達德太空飛行中心)
對於可觀察的結構來說,這個球上的重力是瘋狂的。 站在這個城市大小的鐵塊表面,您會感受到大約 1000 億重力的拉力。
並不是說你會站很久。
中子星內部有什麼?
在你的腳下,一些極為奇怪的物理現象正在發生。
強大的壓力導致鐵的原子核陷入巨大的晶體結構,這是由無數正電荷的集體推動決定的。
一團電子在晶體的縫隙中自由地嗡嗡作響,巨大的壓力使它們危險地接近原子核。 由於量子物理定律,擁擠的條件意味著電子更有可能在質子內部被發現,從而將這對電子變成新鮮出爐的中子和質子。中微子。 中子是一種亞原子粒子,質量與質子相似,但不帶電荷,中微子是一種幾乎無質量的中性亞原子粒子。
微小的中微子小到足以逃離質量。 但中子仍然存在,與鐵質量但質子少得多的物質形成奇怪的同位素。
中子星內部有什麼樣的原子?
深入結構中,我們可能會發現原子的中子重度很高,它們開始崩潰。 理論表明,中子在這個令人興奮的空間中「漂移」分開,就像一種厚厚的氣體,在壓力下推開,這種壓力不是由它們的電荷決定的,而是由一條規則決定的,即這種性質的相同粒子不能佔據相同的粒子同時空間。
在死星內部大約一公里處,這個「地殼」現在由中子霧組成,偶爾還有質子。 原子核非常接近,可以互相擦碰。
隨著重力的穩定增加,曾經可辨識的原子結構形成奇異的排列? 讓人聯想到的不同種類的麵食像義大利麵和烤寬麵條? 由強核力和輕微正排斥力的平衡形成。
在中子星的正中心,物理學變得更奇怪。 中子(以及尚未轉變的稀有質子)被迫成對排列,形成新的身份,使它們能夠打破以前的各種定律,產生奇怪的電流。
在最中心,重力可能迫使中子失去所有的個性,變成“糊狀”它們的初級粒子夸克。
如果擠壓得更緊,這些夸克也會互相重疊,塌縮成一個點,如此有限,我們沒有辦法對其進行建模。 換句話說,它將成為一個黑洞。
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