關於神秘夸克星的故事

2020-12-04 百家號

在引領我們穿越宇宙之後,天體物理學家、Space.com網站專欄作家保羅薩特(Paul Sutter)在本周結束了他的基礎天文學系列文章,通過觀察夸克恆星存在與否的爭論。科學家們還沒有觀測到夸克恆星,但這些星體可能存在。這樣的一顆恆星將會是爆炸後剩下的一顆恆星的殘骸,它的密度甚至會比中子星還要大,夸克恆星的引力非常大,核心中的基本粒子,如質子和中子,會分解成組成夸克的部分。

「在我們的宇宙中,是否有任何天體物理學的場景能讓它們(夸克恆星)出現?」薩特在新一集問道。一開始,他認為可能有一些東西我們將矮恆星歸類為比物理理論更緻密更重的恆星。所以,也許我們見過夸克恆星,但我們無法區分夸克恆星和中子星的區別——它們看起來太像了,薩特說。【超新星爆炸:巨大的瀕死恆星直接坍縮成黑洞】

或者夸克恆星「在那裡」,但是由於某種原因看不見,因為在我們看到的質量最大的中子星和我們觀察到的質量最小的黑洞之間似乎有一個缺口。(薩特說,夸克恆星存在的「最佳點」似乎是太陽質量的兩到三倍。)此外,他說,也許我們做望遠鏡天文學的時間還不夠長,不足以觀測夸克恆星,而夸克恆星可能極為罕見。

也很難預測如何把夸克星放在一起。正如薩特在第11集解釋的那樣,夸克有六種「口味」:上、下、上、下、奇怪和迷人。質子和中子是由上下夸克組成的,但是如果你要從這些夸克中造出一顆夸克星,那顆星是不穩定的。夸克恆星會隨著奇異夸克的加入而穩定下來,但是奇異夸克在宇宙中並不常見。

薩特說,目前還不清楚宇宙是否產生了足夠多的奇異夸克,使夸克恆星成為可能。薩特是俄亥俄州立大學的宇宙學家,也是俄亥俄州哥倫布科學與工業中心的首席科學家。他對於夸克的探索還在繼續,相信終於一天我們會揭開夸克的謎團。

相關焦點

  • 比中子星更加神秘,奇異夸克星真的存在嗎?科學家該如何發現它?
    那麼問題來了:難道宇宙中就沒有一種夸克星嗎?或許,宇宙中就存在這麼一種神秘的天體,介於中子星與黑洞之間,那就是夸克星。而在中子星內部,這種夸克湯就可能形成神秘的夸克星。它看起來和中子星有些相似,但比中子星還要更小。
  • 科學家的假想——夸克星
    「媽媽,什麼叫夸克星?」心心從書中探出頭看向媽媽問道。媽媽接過開開遞過來的書,看了看笑道:「夸克星是一種假設的星體,於20世紀六十年代被科學家提出,但到目前為止並沒有在宇宙中證實夸克星的存在。」從而形成夸克星。」「那它長什麼樣子呢?」心心好奇地問道。「科學家推測,夸克星有一層由中子物質組成的外殼,而內部的夸克是自由移動的,在大小上,夸克星可能比中子星稍小。而至今無法發現可能是因為夸克星並不穩定,也許在我們還沒來及探測到它時,就因不穩定而繼續坍縮成為黑洞了。」
  • 揭秘夸克星,你從未聽說過的神秘天體!
    在浩瀚的宇宙中,有各種各樣的天體,你所熟知的無非便是黑洞、中子星、恆星、白矮星、行星等,但你有聽說過夸克星嗎?沒錯,你沒聽過,夸克,這是比中子還要小的物質,也是組成中子的基礎單元。我們其實無法直接觀測夸克,只能從夸克互相結合而形成的強子中來間接觀測夸克,質子和中子便屬於強子。
  • 灰洞的老巢,夸克星
    宇宙中最小的粒子是夸克,質子都由三個夸克組成,我們知道宇宙中有由中子組成的中子星,但還有一種由夸克組成的星體叫做夸克星。中子星的半徑是十至二十千米,而夸克星的半徑是中子星的一半,所以夸克星的半徑是五至十千米。
  • 夸克星存在嗎?藏在中子星與黑洞之間的神秘天體,它究竟是什麼?
    除了這些以外,宇宙中理論上應該還存在這樣一種天體,它也是超新星爆發後留下的殘骸,它就是——夸克星。到目前為止,人類從未真正發現過夸克星的蹤跡,這是一個完全理論上的產物。其實這也很正常,物理學經常發生這樣的事,考驗一個物理模型好不好的角度之一就是它的預測能力。
  • 在中子星與黑洞之間,有一顆夸克星正在蠢蠢欲動
    ,但是小於黑洞,這是一種由奇異物質,即奇夸克組成的神秘天體。夸克的存在是否預示了夸克星的存在?:強力將夸克牢牢的黏在了一起,使其無法分別,這種現象被稱為:夸克禁閉效應,所以既然夸克無法單獨存在,那麼也自然不存在由獨立夸克組成的夸克星了。
  • 夸克星終於出現?引力波探測器發現比中子星密度更大的天體
    但是科學家們推論認為在中子星和黑洞之間,很有可能還有一種星體,即夸克星這類星體的質量比最大的中子星大一些,卻又比恆星形成的黑洞的最小量級小一些,一般認為其質量在太陽的2.5~3倍之間,曠課星的構成與中子星相似,但是本質上又是不同的,因為中子星就像是一個原子核,電子已經被巨大的收縮壓壓縮到了質子裡面成為中子,無數的中子聚集在一起,就形成了中子星;但是夸克星有比中子星更大的收縮壓,將無數的中子也都壓到了一起,使得整個星體成為了一顆中子,所以夸克星就像是一顆巨大的中子。
  • 夸克星存在重要證據發現
    這是科學界首次發現夸克星存在的關鍵線索,該發現有望為人類理解物質的最深層構成以及各組分之間的相互作用提供重要幫助。  研究團隊領導者、南京大學天文與空間科學學院教授戴子高介紹,目前的物理理論普遍認為,所有正常物質都由最基本的粒子:夸克和輕子組成。但與此同時,使夸克結合在一起的強相互作用力卻未能被人類很好理解。
  • 天體「夸克星」:宇宙中雖不存在,卻可能是黑洞演化的一個階段
    天體「夸克星」:宇宙中雖不存在,卻可能是黑洞演化的一個階段我們知道宇宙中恆星演化的三個結局,基本上不外乎白矮星、中子星和黑洞這三種。不過人類雖然提出了夸克星的猜想,卻在宇宙中從來沒有發現過夸克星的存在。而夸克星是黑洞演化的一個階段,更是基於夸克星這種猜想,提出的另一種「猜想」。而之前卻有科學家提出:夸克星雖然在宇宙中不存在,但是卻很有可能是,恆星的星核坍縮成為黑洞的過程中,必須經歷的一個演化階段,也就是中子星物質因為萬有引力的壓縮,無法再繼續保持中子的結構,就會坍縮成為夸克星。
  • 引力波發現未知天體,可能是介於中子星和黑洞之間的夸克星
    結果顯示,這次碰撞是一次黑洞與神秘天體的碰撞。之所以稱它為神秘天體,是因為該天體的質量為2.6倍太陽,而中子星的質量上限為2.5倍太陽,最輕的黑洞質量也是太陽的5倍。而且,由於此次事件的距離遙遠,大約為8億光年,因此科學家沒有探測到來自該事件的光。
  • 超新星爆發或有第四種遺骸,介於中子星和黑洞之間,名曰夸克星
    最近,有科學家提出了一個新奇的想法,認為在中子星和黑洞之間,可能還有一種未知的天體並沒有被我們發現,那就是夸克星。那麼,夸克星究竟是什麼樣的天體?這些科學家為何會提出這種神奇的天體呢?這就要從恆星的死亡說起了。
  • 科學家發現夸克星存在重要證據
    新華社記者28日從南京大學獲悉,該校天文與空間科學學院研究團隊通過分析最近發生的一次史上最劇烈的超新星爆發,發現了夸克星存在的重要證據
  • 中子有了中子星,夸克卻還發現夸克星
    中子有了中子星,夸克卻還發現夸克星,這是怎麼回事呢?雙中子星合併中子星目前已經在宇宙中觀測到,而至今也沒有在宇宙中找到夸克星的蹤跡,夸克星只是一種理論上存在的天體。假如夸克星存在,那麼,它們是一種比中子星更為緻密的天體。理論上,中子星和夸克星都是大質量恆星的演化終點,造成它們組成上存在區別的本質原因是質量的不同,夸克星要比中子星的質量更大。首先,我們簡單來了解一下中子星是怎麼形成的。內部結構恆星通過內部核聚變反應能夠產生很強的輻射壓,這種向外的壓力與自身重力相平衡。
  • 天文學家或首次發現可以照亮宇宙的夸克星
    而現在,我國南京大學的天文學家經過近期對這一事件的研究分析,發現了夸克星存在的重要證據。至於夸克星,則是在上世紀70年代初期,由物理學家提出的宇宙當中極有可能存在的一種完全由夸克組成的緻密天體,其密度高達每立方釐米數億噸之巨!但自提出這一理論以來,天文學家和物理學家都沒有找到非常直觀的證據對其進行證明。而現在,天文學上觀測到的史上最強超新星 ASASSN-15th 卻為證明夸克星的存在提供了極為有利的證據。也許天文學將藉此在這一問題上有所突破。
  • 搞出大新聞的,是中子星還是夸克星?
    與中子星的概念被提出時相比,如今的粒子物理理論已經經歷了翻天覆地的變革:人們後來意識到哪怕質子、中子也不是基本粒子,而是由更小的單位夸克構成;關於基本粒子之間相互作用的模型,也從湯川秀樹(Hideki Yukawa)的「介子在核子之間傳遞核力」的模型,演化到了更根本的「膠子在夸克之間傳遞強相互作用」的量子色動力學模型。
  • 白矮星●中子星●夸克星●小黑洞
    (4)夸克星(quark star):夸克星,是一種假想的還未被證實的星體。它由強相互作用而形成的。恆星死亡時會在自身重力作用下坍縮,如果質量約為太陽質量的1.44倍,電子和質子會擠壓簡併形成中子星;如果恆星質量更大,中子可能破碎成夸克,其中半數以上中子分離出來,會轉化成 「奇異夸克」,這種由奇異夸克緊密結合在一起所構成的星體,稱之為 「夸克星」。夸克星質量,大於中子星,小於黑洞。夸克星有體積,有質量,有密度。
  • 白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?
    我們將在這裡介紹一種密度更大的恆星:中子星和夸克星。白矮星    中子星的密度為10的11次方千克/立方釐米, 也就是每立方釐米的質量竟為一億噸之巨!對比起白矮星的幾十噸/立方釐米,後者似乎又不值一提了。 事實上,中子星的質量是如此之大,半徑十公裡的中子星的質量就與太陽的質量相當了。
  • 天體物理學家承認,有一部分中子星可能是尋找已久的夸克星
    20世紀90年代關於色超導的討論逐漸展開,提出三味色味鎖相、兩味色超導相等不同的色超導態。然而基於天體物理研究,也出現了「冷夸克物質處於固態相」的看法:夸克可能因其間強的相互作用而在位形空間凝聚成團。當溫度足夠低以致熱動能遠低於夸克團之間的作用能時,夸克物質呈現固態。因這種固體類似於人們日常生活中的固體,故稱為普通固體。
  • 科學家終於找到了夸克星的證據
    圖片:Jyrki Hokkanen, CSC - IT Center for Science在過去的40年中,科學家一直在探索是否存在夸克星或者中子星內部存在夸克核心。終於,芬蘭科學家找到了有力的證據,證明了最大的中子星核心中存在奇異的夸克物質。
  • 如果你相信引力波的話,那麼夸克星存在於中子星內部
    由於中子星和黑洞之間存在質量間隙,因此有人提出了夸克星的存在。 但是,由於一直沒探測到夸克星存在的證據,且中子星內部的受力超過了中子簡併壓力,所以科學家懷疑夸克星存在於中子星內部,也就是中子星有一個夸克核。因此,在觀測上分辨常規中子星或夸克星就顯得尤為重要,但是很遺憾,目前理論和觀測都很困難。