核意面：宇宙中最強的物質

2023-03-31 09:34:03

宇宙中充滿了各種神秘的天體和物質，因此未解之謎、新發現和新理論層出不窮。在宇宙事物的清單上，一種外國食物的名字「義大利麵條」赫然在列。準確地說，宇宙中有一種叫做「核義大利麵」的物質，這意味著這種物質的形狀就像義大利麵。除了它非常特殊的名字，它也是宇宙中最強的物質之一。要摧毀它，你需要用100億倍於壓碎鋼鐵所需的能量。

接下來，讓我們開始了解這種神奇的物質。

顧名思義，核面

為了理解核義大利麵，我們仍然需要從中子星開始。晚年恆星的核心在重力作用下不斷坍塌，導致超新星爆炸，留下黑洞或中子星。中子星的半徑通常約為10公裡，質量是太陽的1.4到2.16倍。人們可以想像中子星內部的密度有多大。一塊方糖(1立方釐米)大約和珠穆朗瑪峰(10億噸)一樣重。

顧名思義，中子星主要由中子以及一些電子和質子組成。中子星的結構與地球非常相似。它們也有堅固的外殼。越向內，壓力越大。在殼層中，壓力將中子和質子結合成原子核。中子星內部會是什麼樣子？由於天文學家無法在實驗中創造如此大的壓力來觀察高壓下的中子和質子，他們不得不使用計算機來模擬中子星的內部。模擬結果讓科學家們大吃一驚:隨著壓力的增加，這種物質的形狀和所有種類的義大利麵條一樣。然而，這只是計算機模擬的結果。

根據「理論」，在殼層下，巨大的壓力使中子和質子聚集在一起形成一個類似於球形義大利麵條的原子核。然而，隨著壓縮力的不斷增強，質子沒有足夠的電排斥力來保持球形，因此球狀核結構被擠壓成長條狀的義大利麵條。隨著壓縮繼續升級，原子核將變成片狀義大利麵條。

觀察結果與理論有關。

那麼這種神奇的物質有什麼用呢？

首先，它可以解釋為什麼脈衝星(一種發射成對電磁波的中子星)的旋轉周期很短。在脈衝星發射電磁波的過程中，由於大量能量的釋放，脈衝星的速度必然會變慢，因此天文學家應該能夠發現速度較慢的脈衝星，即旋轉周期較長的脈衝星。然而，天文學家已經觀測到了大量的脈衝星，但是沒有一顆脈衝星的旋轉周期超過12秒。

科學家認為脈衝星產生電磁波是因為它們內部電子和質子的不均勻分布。高速旋轉的質子和電子將產生強磁場，在極地區域發射強電磁波。此外，磁場還將導致脈衝星內部電子和質子分布更加不均勻，進一步加強磁場，導致脈衝星發射的能量增加，這將降低速度，從而延長脈衝星的旋轉周期。

但是如果脈衝星內部有一種核義大利麵形式的物質，這種物質會阻止磁場的增加，脈衝星的速度不會減慢。最後，由於核平面的限制，磁場將逐漸穩定，這使得脈衝星停留在一個旋轉速度(或旋轉周期)。

其次，如果中子星內部確實有一個核義大利麵，它會使中子星的表面有一個不規則的形狀，表面凸起是「山」。儘管這些山丘可能只有幾釐米高，但這些不規則的山丘仍然會導致引力波的異常。例如，宇宙相當於一個蹦床的表面，而中子星相當於一個被囚禁在蹦床表面的彈丸。如果鉛球的形狀是規則的，即使它一直在旋轉，也不會引起任何波紋。然而，如果推鉛球的表面非常不規則，它會影響周圍的高速旋轉。

當然，我們不能真正進入中子星內部去尋找答案。核義大利麵條只是科學家基於計算機模擬提出的理論結果。雖然目前「山」引起的引力波異常對我們來說可能太弱而無法觀測，但由於核義大利麵預測的引力波異常一直存在，如果我們發現單顆中子星引起的引力波異常，我們就可以反過來確認核義大利麵的存在。