大家好，我是超自然現象探索官，感謝您的觀看，希望能得到您的一個"關注"

大多數人甚至從未聽說過這樣的物體，一塊乒乓球大小、重量超過十億噸的材料。當一顆幾個太陽質量大小的恒星在稱爲超新星的爆炸過程中死亡時，它就會變成一顆大小只有 10 到 20 公裏的超密中子星。這顆新興恒星的名字是由于在重力的影響下，質子和電子相互合並並形成中子。事實上，這個問題還遠未得到解決，因爲天文學家從未近距離觀察過中子星，世界上沒有哪個實驗室能夠制造出密度如此巨大的物體。從這方面來說，此類物體的內部結構是太空中最大的謎團之一。它們也是來自已知物質形式的強引力物體。如果增加一點質量，中子星就會變成黑洞，本質上是純粹的彎曲空間。

在天體物理學中，關于中子星深處發生的事情有幾種理論。根據一種觀點，它們主要由中子和少量質子組成。另一個想法假設這些基本粒子在恒星內部衰變成誇克和膠子。人們還假設，在這些恒星內部可能存在一種奇異物質，由較重的奇異誇克形成的超子組成。如何確定這些概念的真實性？

盡管困難重重，科學家們仍然取得了一些進展。2017年8月，研究人員首次探測到引力波，這是兩顆中子星碰撞引起的時空振動。這些擾動包含有關災難發生前的恒星質量和大小的信息，這使得對中子星的結構和成分引入一些限制成爲可能。同樣是在 2017 年，國際空間站對脈沖星進行了觀測，脈沖星是快速旋轉的中子星，由于強大的磁場而發射高能光子。這些物體的磁場非常強，如果一個人在20公裏之外，那麽他血紅蛋白中的所有鐵都會消失在中子星中。

由于這些觀測，了解中子星內部的實際情況以及了解物質和引力的基本極限的前景已經開啓。目前，物理學家認爲中子星的質量可以從一到兩個半太陽質量不等。中子星至少包含三層。外層主要由氫和氦組成，厚度從幾厘米到幾米不等。第二層位于外地殼，一公裏深，由排列成晶體結構的原子核以及電子和中子組成。第三層，即內層，恒星的大部分質量集中在其中，在很大程度上是神秘的。當我們向恒星中心移動時，中子數量會增加。到底，在內核中，出現了一種假設的狀態，其中中子疊加並被壓縮，變成由誇克組成的液體。一種科學理論認爲，誇克形成一種沒有粘度的超流液體，一旦開始運動，就永遠不會停止。誇克的壓縮可以導致“庫珀對”的形成。誇克是費米子，即 具有分數半整數自旋的粒子。由于壓縮，它們與其他誇克有親緣關系，可以形成“庫珀對”。根據泡利原理，誇克本身是費米子，不能處于相同的狀態。同時，玻色子沒有這樣的限制，當它們結合形成一對時，它們獲得零或另一個整數的自旋值，表現出其他性質。尤其，他們可能處于最低能量狀態並表現出集體行爲。當這種情況發生時，誇克對形成超流體，中子也可以形成超流體。這種假設的證據是恒星自轉的中斷。它們是在超流體和地殼運動不同步的情況下出現的。隨著時間的推移，恒星的自轉速度會減慢，但無摩擦運動的超流體卻不會減慢。

當速度之間的差異變得太大時，超流體會將角動量傳遞到地殼。“這就像一場地震，”拉蒂默說。你會遇到碰撞和能量爆發，導致轉速短暫增加，然後再次下降。”

墨西哥國立大學的科學家研究了仙後座脈沖星的 X 射線發射後，證實了這一假設。超流體奇異誇克只是中子星神秘之門後面等待著我們的奇異可能性之一。它們也有可能是罕見的“奇異誇克”的家園。

誇克有六種類型或風格——上誇克、下誇克、魅力誇克、奇異誇克、真實誇克和魅力誇克。原子中只存在兩種最輕的元素——上元素和下元素。其他味道是如此巨大和不穩定，以至于它們通常僅以高能粒子的短暫碎片形式出現。

在中子星的超致密內部，上誇克和下誇克可以變成奇怪的誇克並與其他誇克結合，形成超子。誇克的自由態，一種誇克湯，也是可能的。NICER 實驗的聯合首席研究員兼科學主任阿祖曼揚 (Arzumanyan) 表示，這種情況應該會改變中子星的大小，該實驗旨在確定這些替代方案中哪一個是正確的。爲此，使用了安裝在國際空間站外部的 NICER 儀器。他記錄了幾十顆脈沖星以及它們發出的 X 射線輻射。如果發現相同質量的恒星會有不同的大小，那麽這表明它們的狀態存在不同的變體。根據現有的假設，人們認爲 中子星的大約一半可能由超子組成，其質量不超過太陽質量的1.5倍。與此同時，2010年，發現了一顆質量爲1.97太陽質量的中子星。經過計算，物理學家得出結論：超子不能超過恒星質量的10%。

研究中子星性質的一種特殊方法是研究與其碰撞相關的災難性過程。這些災難伴隨著伽馬輻射的爆發和引力波的出現，引力波是一種時空漣漪。2017年8月，發現了兩顆中子星碰撞産生的引力波。兩個引力幹涉天文台：其中之一是位于華盛頓州和路易斯安那州的 LIGO，第二個是位于意大利比薩附近的 Virgo，同時記錄了兩顆螺旋運動中子星合並時産生的引力波。在此之前，科學家從未觀察到中子星碰撞引起的引力擾動。之前對引力波的探測只能從黑洞碰撞中觀察到。此外，隨著引力擾動，望遠鏡同時記錄了從天空中同一位置發出的光。光和引力波帶回了有關距離地球 1.3 億光年的位置以及災難如何發生的大量信息。波的振幅和頻率可以對碰撞物體進行估計。每顆衛星的重量約爲 1.4 個太陽質量，撞擊前半徑爲 11 至 12 公裏。改進引力波探測器最終將使確定中子星內部的物質成爲可能。引力波的性質可能會根據其深處物質的狀態而有所不同。如果物質的粘度低或無粘度，

正如奧爾福德指出的那樣：“這些引力波將比合並時弱得多。這是物質靜靜地飛濺，而不是撕裂。”目前，即使是先進的 LIGO 探測器也無法看到這些波。盡管如此，人們還是把希望寄托在歐洲地面愛因斯坦望遠鏡上。

中子星與構成宏觀宇宙的原子完全不同，解開中子星狀態的秘密，擴大了我們知識的邊界。這使得將諸如晃動誇克物質、超流中子和高超子星等稀奇古怪的理論設計變爲現實成爲可能。研究中子星將使我們能夠更好地理解核相互作用的本質並解決最大的謎團——引力的本質。中子星是核物理學和引力物理學的混合體。目前，引力是由愛因斯坦的相對論描述的，但衆所周知，它與量子理論相矛盾。科學的發展將導致這兩種理論中的一種發生改變，或者出現一種新的理論來消除它們之間的矛盾。