中子星物质凭什么1小勺就有几十亿吨，它真的存在吗？

很多朋友都对这个问题有所疑惑，认为是科学家们忽悠人。凭着生活常识来理解，认为这个世界怎么可能有这么重的物质呢？只是存在于想象中罢了。

但事实是，中子星已经发现数千颗了，它们在这个宇宙是确确实实地存在着。当然由于中子星太小，直径只有二三十千米，还没有一个中小城市大。冥王星直径2376千米，在现代最厉害的哈勃空间望远镜里，看到的也只是几个模模糊糊的像素，冥王星距离我们只有60亿千米，也就是约0.0006光年，而距离我们最近的中子星都有几百光年，当然就看不到啦。

那么，人们又是怎样发现并证实中子星的存在呢？事实上，科学家们比我们想象要厉害多了，这些特殊天体在没有发现前，早就被理论预言存在了。预言依据的理论就是爱因斯坦创立的相对论。广义相对论的引力场论，认为在极端的引力压下，某些天体会被压缩特殊极端致密的天体，后来人们把这些特殊的天体叫做白矮星、中子星、黑洞。

科学家们计算出了白矮星、中子星、黑洞的形成条件。

太阳质量8倍以下的恒星，在演化晚期会膨胀为红巨星，分成外壳和内核两个部分，外壳会渐渐消散在太空，而内核会压缩成一个致密的白矮星。这个白矮星的质量约在太阳的0.6~1.44倍之间，超过这个质量就维持不了现状，就会进一步坍缩。

因此1.44倍太阳质量是白矮星的一个极限，这个理论是印度裔美籍物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡创立的，因此这个极限就叫钱德拉塞卡极限。由于白矮星、中子星、黑洞都是极端引力场天体，因此一旦形成，会对靠近自己的天体物质或者恒星形成拉扯吸附作用，它们的质量就会不断增大。当白矮星质量到达1.44倍太阳质量界限时，其电子简并压就支撑不住自身引力压力了，就会发生爆炸，然后形成一颗质量大于太阳1.44倍的中子星。

因此中子星的质量下限是太阳的1.44倍，上限现在没有一个准确数据，要根据中子星的旋转状态，大约在太阳质量2.16~3.2倍之间。这个上限叫做奥本海默极限，这个理论是犹太裔美籍物理学家尤利乌斯·罗伯特·奥本海默创立的。

中子星超过奥本海默极限，就会坍缩成一个黑洞。一般认为，超过太阳质量8倍以上的恒星，死亡时会发生超新星大爆炸，核心会留下一个质量在1.44倍太阳质量以下的中子星，而30倍以上太阳质量的恒星，大爆炸以后一般核心留下的质量会超过奥本海默极限，因此会直接坍缩成一个黑洞。

是什么力量促成了这些特殊天体形成呢？

这就得说到泡利不相容原理了。这个理论是瑞士籍奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利创立的，是微观粒子运动的基本规律之一。这个理论认为，在费米子系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同状态，简单地说，就是相同的粒子不能挤在一起，它们之间有一种相互排斥力，这种力就叫简并压。

粒子物理学已经发现我们世界存在几百种粒子，这些粒子分为两大类，一类是费米子，一类是玻色子。电子、中子、质子、夸克等能形成物质实体的粒子都是费米子，因此每一种费米子之间都存在着简并压，而且一级比一级更厉害。

在我们平常生活中，看到的所有物质都是由原子和分子组成，这些东西看起来有的柔软虚空，有的坚硬致密，但不管多么坚硬致密的物质，在高倍电子显微镜下，都是虚空的，空间大于实体，这是因为原子和分子间有斥力，这种力的本质是电磁作用力。

只要是依靠电磁作用力支撑引力压力的物质，就是我们通常认知由原子分子组成的物质，而依靠简并压支撑引力压力的物质已经不是正常物质了。

巨大的压力才能够与简并压抗衡。

在一定压强下，这些物质就会被压缩。在地球上，要取得巨大压强是很难的，地心压力是地球上自然压力最高处，达到海平面大气压的360万倍，但这种压力只能把物质压到很密实状态，物质依然是原子和分子组成的。如在实验室制造的瞬间数百万高压下，可以把氢转化为金属氢，但依然还是氢分子组成，支撑着这种压力的依然是电磁作用力，不属于简并压。

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理