比钢硬100亿倍,宇宙中的“最硬”物质!来自中子星的“硬菜”

刘慈欣所写的《三体》中,人类将自己引以为傲的太空舰队排列开来,以此彰显自己的实力,不料却在顷刻之间全部被“击溃”。你知道三体人使用了什么来击溃人类舰队的吗?

比钢硬100亿倍,宇宙中的“最硬”物质!来自中子星的“硬菜”插图

答案正是形似“水滴”的宇宙探测器,就是这样一个坚硬的小东西,把人类的太空武装力量基本给“团灭”了。

当然,这是在科幻小说中,有许多想象的成分。那么,宇宙中真的有这样坚硬的物质吗?这种物质一般会在哪里存在?人类有机会去开发使用吗?地球上有哪些坚硬的物质

实际上,宇宙中的这道“硬菜”是来自于中子星。那么,中子星是什么呢?这种宇宙中的“最硬”物质真的比钢硬100亿倍吗

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“极端致密”的中子星创造的“硬菜”

宇宙当中,存在着形态各异的天体,它们有的表面上布满了人类梦寐以求的“钻石”,看起来非常的耀眼;有的却连球形都不是,看起来像是一张“大饼”。这其中有一个奇葩的天体,虽然看起来“个头”不是很大,但是密度确实除了黑洞以外排名第一的,它的名字叫做中子星

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中子星作为宇宙当中最致密的可观测天体,一直都是科学家们重点关注的对象。因为它可以用于研究极端条件下物质的状态,尤其是饱和密度非常高的核心部分,对于核物理、粒子物理等领域具备重要的研究意义。

“在超高温高密下是否存在新的物质状态?” 是美国国家科学委员会2002年在《发现》杂志上提出的本世纪待解决11个重大物理问题中的第 7 个。

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许多人可能无法感受到中子星的致密程度,那么就以天文学家发现的编号为PSR J1614-223的中子星为例。它看上去的大小就和地球上一个小县城差不多,这种体型和诸多的宇宙巨无霸比起来确实不算什么,但是它的密度非常高,可能在这之上捧起“一抔物质”,其质量就能达到5亿吨

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因此很可能你看某个中子星大小不过是地球上的足球场这么大,但是它的质量却是地球的几百倍甚至更多。要不怎么说,“星不可貌相”,可千万别瞧不起这种小个头中子星。

当然,因为密度特别高的原因,中子星上的物质的坚硬程度也是超乎想象的。这种堪称宇宙最硬物质比钢还要硬100亿倍的东西正是中子星内部的核心部分,也被人们称之为“核意面”。

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专家表示在内壳靠近核心的底部,通常的球形原子核也变得不再稳定,其它形状,例如柱形、片形、管形、甚至泡形的原子核可能会在内壳层中出现,一般称为“原子核意大利面”(nuclear pasta)。

要知道中子星的密度并不完全是均匀的,而且越到内部“压缩的”愈加紧实这种道理大家应该也都明白。于是到了这里时,中子星中的各种物质就被挤压在了一起,变成了宇宙中“最硬”的物质,相对于整个中子星的密度或者它的外壳而言,这里物质的密度将更加恐怖。为什么这么说呢?

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因为在中子星的内壳层之下的核心,才是整个中子星的主体。很多人可能觉得,以地球为例,地核虽然也是咱们的主体,但是外部的地幔、地壳等构成部分的质量也不容小觑。

而中子星不同,因为其越到内部密度越大的原因,导致中子星内核部分的质量超过了整个中子星质量的90%以上。此外,愈加接近核心,还会出现π介子、K介子或者说是超子物质,这是咱们很多人听都没听说过的东西。

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这样来说,比钢硬100亿倍其实都算是“谦辞”,毕竟就连科学家都很难具体描述出中子星核意面的密度到底能达到多少。所以,宇宙中的终极“硬菜”还真的源于这种看上去不怎么大,实际上刷新咱们三观的中子星。

那么,接下来我们不妨设想一下,如果人类的科技在未来百年或者千年之间发生了“质的飞跃”,我们能否亲自驾驶着飞船去品尝一下这道“硬菜”呢?

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难以靠近的中子星

咱们在前文中提到中子星的致密程度的时候,总是会说,它的密度虽然已经非常高了,但是依旧只能在宇宙之中排行“老二”。这是因为宇宙中还有一个终极BOSS,密度更加惊人,想必大家都知道答案了,正是黑洞

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黑洞因为致密性极强,所以有着超强的引力,是传说中能够吞噬一切的存在,哪怕是人类认知中速度最快的“光”也无法逃过黑洞的制裁。因此,中子星虽然密度是逊于黑洞的,但是这种密度也够人类“喝一壶”了。简单来说,真的想去中子星上或者附近尝一口“硬菜”,那和自寻死路基本没有区别。

首先,中子星超强的引力和磁场,在人类飞船靠近之前,可能就已经将其“肢解”了。这里说肢解可能都有些小瞧中子星了,因为这种密度和质量,会在一瞬间直接将飞船和里面的人全部撕碎,连“渣”都找不到。

此外,中子星由于拥有着强大的磁场,因此会无死角的扫射周围所有的东西,如果人类到了中子星附近,那么就能免费做一次超强“X光”体检了。但这个体检是一次性的,因为扫射完你基本就已经死亡了

因此,人类如果真的乘坐着飞船,不识好歹地想去中子星搞点“硬菜”来尝尝,那基本就是有去无回的。并且由于中子星巨大的引力,当你意识到不对的时候再想走是不可能的,会被它无情地“吃掉”,与中子星融为一体

其次,中子星上的高温也不是开玩笑的。据估算,其表面温度应该早就已经超过了百万摄氏度,人类的探测器在进入400多摄氏度的金星以后都很快变成了“废铁”,更何况是到这里呢?

由此可见,中子星一直被称为宇宙中“最可怕”的天体之一,这并不是夸张的说法。而是因为它的各种特性,都导致它看起来虽然没多恐怖,毕竟个头那么小,可是实际上的“压制力”却超乎想象。

这样恐怖的中子星上,总是有宇宙中“最硬”的物质存在,也是咱们不可肖想的。更别说以咱们现在的科技实力,别说是抵达中子星尝试采矿,就连太阳系都飞不出去。因此,还是凑活用用地球上的物质吧。那么,咱们地球上有哪些异常坚硬的物质呢?

地球上的坚硬物质

说起地球上的坚硬物质,许多人可能会说黄金,这是因为大家误将“情比金坚”当中的金认作是黄金了。实际上,这里的金指的是金属,而现实中的黄金其实并不坚硬,甚至说相对之下是比较“软”的。

在地球上,天然存在的最坚硬的物质就是“金刚石”,没错,如今结婚必备的“钻石”也是金刚石。这种物质是由纯碳组成的矿物,其密度是3.52g/cm³。金刚石除了被用来作为观赏的钻石以外,经常被用于工业加工中,因为它的超强硬度,使得鲜少有什么东西是它“切割”不开的。即使再坚硬,面对金刚石,也只会“迎刃而解”。

对于金刚石到底有多硬,人们依照摩氏硬度表,给它确定了“地位”。在这个表当中,金刚石的位置排在第十位,排名最高。它的显微硬度要比石英高出1000倍,比刚玉高150倍。

所以,大家以后说“情比金坚”的时候,应该将这里面所指的金属,默认为是金刚石。这大概也是为什么,现在人们都会用“钻石”来表达自己心意的原因了吧!不过如果上升宇宙层面,那情就要比“中子星的核意面”还要坚硬才可以了

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