中子星是除了黑洞以外最緻密的物體,在它們的核心中,我們可能會發現最危險的物質的存在——「奇異物質」,一個極端得能讓宇宙改變規則的「奇異物質」,它是夸克物質的一種。
它可以影響並摧毀它接觸到的一切,或者,它可以告訴我們宇宙的起源,也許兩種可能都有。要了解什麼是奇異物質,我們首先要了解一些基礎知識。
中子星是一顆非常巨大的恆星,在超新星中爆炸後所殘留的物體。當這種情況發生時,恆星的核心在其自身的引力牽引下坍塌。在如此強大的向內力的作用下,原子核和其他粒子被暴力地擠在一起,電子被壓入質子,並且合併成中子。原子內部的空餘空間瞬間被它們不想靠近的粒子填滿,但他們沒有選擇,他們拼命地抵抗著重力和坍塌。
如果重力獲勝,它們將成為一個黑洞。
如果它們獲勝,它們就會成為中子星。
這使得中子星變得像一個城市那麼大的原子核,但是擁有如同太陽般的質量。中子星核心環境是如此的極端,以至於核物理的規則發生了變化,甚至可能會誕生一種十分危險的物質。但先不要著急,在我們了解規則是如何被破壞的之前,我們首先需要了解規則。
質子和中子,即構成原子核的粒子,由更小的稱為夸克的粒子組成。夸克一點也不喜歡孤單,這就是我們所說的受限制。你可以嘗試將它們分開,可是你越努力,他們就越努力將自己拉回來。就算你使用大量的能量,他們也只是會用這些能量來創造新的夸克。夸克僅作為其他粒子的基礎構件存在,它們有很多種類,可是,似乎只有兩種可以產生穩定的物質:
在質子和中子中發現的上夸克和下夸克。
所有其他夸克都會因為粒子衰變,很快地變成上下夸克。可是,這在中子星內部可能有所不同。在核心中存在的力量非常極端,以至於它們實際上類似於大爆炸之後的宇宙。
中子星核心就像化石,可以讓我們窺視大爆炸之初發生了什麼。所以,了解夸克在中子星內部的行為是一種理解宇宙本質的方式。
有一個假設是在中子星核心,質子和中子會解除限制,所有的粒子溶解並被擠成「夸克浴」。無數的粒子變成了由純粹的夸克組成的巨大物體,夸克物質,由此形成的恆星稱為「夸克星」。雖然從外表看,它與普通的中子星沒什麼不同。
如果夸克星內部的壓力足夠大,它可能會變得更奇怪。在中子星的核心,一些夸克可能會變成奇夸克。奇夸克具有怪異的核性質,並且它們更重或者表現為更強。如果他們出現,他們可能會製造奇異物質,奇異物質可能是物質的最理想的狀態。
密集穩定。
堅不可摧。
比宇宙中的其他的物質更穩定,它穩定得甚至可以在中子星外存在。它觸及的每個物質都可能被其無與倫比的穩定性所臣服,進而瞬間變成奇異物質。質子和中子會溶解並成為夸克浴的一部分,從而釋放能量並產生更多的奇異物質。
擺脫它的唯一方法是把它扔進黑洞。但話說回來,誰在乎呢?它只存在於中子星內部,除非中子星與其他中子星或黑洞碰撞,它們噴出了大量的內部物質,其中叫做奇異夸克團的部分可能包含一些奇異物質,奇異夸克團像中子星的核心一樣密集。
他們可能比原子還要小,但最大的奇異夸克團也不會比火箭大。這些奇異夸克團會穿過星係數百萬或數十億年,直到他們偶然遇到一顆恆星或行星。
如果它撞擊地球,它會立即將其轉化為奇異物質。它轉換得越多,增加得越快。最終,構成地球的所有原子都將被轉換。地球將成為一顆像小行星一樣大的奇異物質。如果一個奇異夸克團撞擊了太陽,它將坍縮成一顆奇異星。像烈火在乾燥的森林裡一樣蔓延,併吞噬掉太陽。這不會太多地改變太陽的質量,但會使其變得暗淡,以至於地球會被凍死。就像一種微小的病毒一樣,我們也無法看到奇異夸克團的到來。更糟的是,有些理論認為奇異夸克團在數量上,比星系中的恆星都常見。這些奇異夸克團可能在大爆炸伊始,像中子星核心一樣熱而密集的時候就形成了。當宇宙膨脹和進化時,它們可能跟隨著星系的引力而聚集在一起。
畢竟在過去的幾十億年裡,我們也沒被奇異夸克團所吞噬。如今,理解這些奇怪的物體,可能是我們理解宇宙誕生和宇宙以其方式成長的關鍵。
當科學家們開始研究磁鐵和電線,思考電子時,他們對技術在未來一百年內會如何發展一無所知。
今天科學家思考中子星和奇異物質的誕生,可能就是建立人類難以想像的未來的基礎,也可能不是,時間會證明。