黑中子星是什么

宇宙中最恐怖的天体是什么？他一勺子重量就是六十亿吨，相当于把整座珠穆朗玛峰塞进一颗方糖里。如果你把这勺东西带回地球，他会直接穿透地壳，一路烧穿地心，从地球另一边钻出去，然后再调回来，反复贯穿，直到地球四分五裂。 这就是中子星恒星燃尽后最疯狂的遗骸。它的引力强到什么程度？如果你从一米高的地方跳下去，落地瞬间的速度能达到每秒两千公里，你会在零点零零零零一秒内被压成一张薄纸。更离谱的是，它每秒自转七百一十六圈，表面速度接近光速的四分之一。 任何靠近他的东西都会被撕成原子级别的碎片，然后像炮弹一样射向太空。但科学家发现了一件诡异的事，有些中子星正在向地球发信号，每隔几秒一次，像是宇宙深处的神秘电报， 而这个信号已经响了上亿年。一九六七年，一个二十四岁的英国女研究生贝尔在剑桥大学的射电望远镜前工作。那天晚上，他盯着仪器记录纸，带上一个奇怪的波形，心跳骤然加速。 那是一串极其规律的脉冲信号，每隔一点三三七秒精准出现一次，比瑞士钟表还要准。贝尔颤抖着把这个发现报告给导师修医时，两个人对视一眼，脑海里同时闪过一个疯狂的念头，这会不会是外星人发来的信号？他们甚至给这个信号员取了个代号，叫小绿人一号。 那几个月里，整个剑桥实验室都笼照在一种诡异的兴奋中，大家都在等待宇宙另一端的智慧生命回应。然而接下来发生的事，让所有人的幻想瞬间破灭。贝尔在不同的天区又发现了三个类似的信号源，周期各不相同。这意味着什么？ 难道有三群外星人从三个不同方向同时用不同的节奏向地球发电报？这太荒谬了！真相比外星人更加震撼。这些信号来自一种此前只存在于理论中的恐怖天体中子星，而能够发出这种规律脉冲的中子星被命名为脉冲星。 这是二十世纪天文学的四大发现之一，直接改写了人类对宇宙的认知。导师修一时因此获得了一九七四年诺贝尔物理学家，却被诺奖委员会遗忘了。 这成为诺贝尔奖历史上最具争议的不公正待遇之一，至今被科学界诟病。不过，这个故事最精彩的部分才刚刚开始。中子星到底是怎么诞生的？答案，藏在恒星死亡的那一刻， 当一颗质量超过太阳八倍的恒星燃烧殆尽，它的内核会在不到一秒钟内发生剧烈坍缩。这个过程有多恐怖？ 想象一下，一个直径几十万公里的球体瞬间被挤压成一个直径只有十几公里的小球，这就像把整个太阳塞进北京五环。在这个过程中，原子被压碎了，电子被强行挤进质子形成中子。整颗星几乎完全由中子构成， 密度高到一勺子的重量能抵得上一座三千米高的山峰。同时，恒星外层被炸飞，形成壮观的超新星，爆发亮度可以超过整个星系，即使在几千万光年外都能看到。 公元一零五四年，中国宋朝的天文官记录下了一颗克星，光芒强到白天都能看见，持续了整整二十三天。将近一千年后，天文学家发现那颗克星爆发后留下的遗骸，就是著名的谢撞星云中心正躺着一颗疯狂自转的脉冲星。 那颗脉冲星每秒自转三十圈，喷射出的能量点亮了整个星云。但科学家发现，中子星还藏着一个更惊人的秘密， 它的内部到底是什么，没人知道。我们地球上的任何实验室都无法模拟出那种极端条件，现有的物理理论也没法完美解释。但中国科学院紫金山天文台的科学家通过最新研究发现，大质量中子星的内核有超过百分之九十的概率存在一种神秘物质，夸克物质。 这是什么概念？夸克是组成质子和中子的更基本粒子。正常情况下，夸克永远被束缚在质子和中子里面，你没办法单独把它们拿出来， 但在中子星内核的极端压力下，质子和中子可能被彻底压碎。夸克从牢笼中解放出来，形成一团夸克汤。如果这被证实，意味着中子星内部藏着宇宙大爆炸之后万分之一秒内才存在过的物质形态， 我们相当于找到了一台时光机，可以窥探宇宙诞生最初的模样。而更疯狂的是，中子星还有一种升级版磁星。磁星的磁场有多强？如果地球的磁场是一普通中子星，大约是一万亿，而磁星能达到一千万亿。 这种磁场强到可以在几千公里外抹掉你手机上的所有数据，可以把原子扭曲成细长的面条形状，甚至可以撕裂真空本身。 科学家还发现，中子星能以光速三分之一的速度向太空喷射高能物质流，这些喷流的能量足以影响整个星系的演化，堪称宇宙级别的超级大炮。那么问题来了，我们是怎么研究这些几千光年外的恐怖天体的？ 答案就藏在中国贵州的大山深处，那里有一口直径五百米的大锅。中国天眼 fast， 全世界最大的单口径射电望远镜， 它的灵敏度是曾经排名第一的美国阿雷西伯望远镜的三到五倍。自从投入运行以来，中国天眼已经发现了超过九百颗星脉冲星，其中包括一百二十多颗双星脉冲星，一百七十多颗毫秒脉冲星 这个数字还在不断刷新。有些脉冲星的自转周期只有一点三九毫秒，也就是说，它每秒自转超过七百圈，表面的线速度已经接近光速的四分之一。再快一点，整颗星就会被自己的离心力撕碎。为什么科学家对脉冲星如此痴迷？ 因为他们的自转精度堪比原子钟，甚至更准。未来，脉冲星很可能成为人类星际航行的宇宙灯塔，为飞船导航定位。但中子星最震撼的表演，还要数两颗中子星的碰撞。二零一七年八月十七日，人类第一次同时探测到双中子星合并产生的引力波和电磁波信号。 这是爱因斯坦预言了一百年的时空连衣，终于被我们捕捉到了。那一瞬间发生了什么？两颗中子星已接近光速，相互螺旋靠近，碰撞的瞬间释放出难以想象的能量， 时空本身都被震颤了。更浪漫的是，科学家发现，地球上大部分的黄金、铂金油等重元素很可能都诞生于远古中子星碰撞的火焰中。 也就是说，你手上戴的金戒指，很可能来自几十亿年前某次中子星碰撞的残骸。那场宇宙级别的烟花至今还装饰着你的手指。而就在最近，天文学家取得了一个历史性突破。二零二二年五月，科学家在七千五百万光年外的一个星系中观测到一颗超新星。 这颗超新星有个奇怪的特点，它的亮度不是平滑衰减的，而是每隔十二天就会规律性的忽明忽暗。经过分析，科学家确认，这是人类历史上第一次直接观测到中子星或黑洞诞生的证据。 那颗新生的质体正在周期性的吸取旁边半新的物质，导致亮度有规律的波动。我们终于亲眼看见了恒星死亡的那一刻，以及死亡之后新生命的诞生。回到最开始那个问题，那些中子星发出的神秘信号到底在说什么？ 答案是什么都没说，那只是他们疯狂自传时，磁极罐像灯塔一样扫过地球的结果。但某种意义上，他们又说了很多。他们告诉我们，宇宙中存在一种人类永远无法触碰却真实存在的极端物质。他们告诉我们，恒星死后还有另一种生命形态，他们甚至可能藏着宇宙诞生最初那一秒的秘密。 而我们正站在一个前所未有的时代，中国天眼在聆听宇宙的心跳，引力波天文台在捕捉时空的涟漪，下一代探测器正在建造中，科学家们说，中子星研究的黄金时代已经到来， 也许就在不远的将来，我们就能揭开中子星内部最深处的秘密，搞清楚那团神秘的跨科物质到底是什么。到那时候，人类对宇宙的认知将再一次被彻底颠覆， 而那些来自几万光年外的脉冲信号，依然会像亿万年前一样，穿越无尽的黑暗，精准的敲响地球的大门。宇宙在等待，等待我们读懂它的语言。

大家看中子星，中子星的威力远不及黑洞，为什么还有很多人害怕他呢？今天我们就用宇宙星图放大一千倍看看中子星。打开宇宙星图，按照箭头提示定位中子星，然后打开天文望远镜模式，调节焦距放大，中子星已经清晰呈现。 中子星是人类目前发现除黑洞外密度最大的星体，之所以有很多人害怕它，首先就是它的极致密度，比如一勺中子星物质的重量就高达十亿吨，而且中子星的自转速度高达每秒几百圈，能甩出致命的电磁脉冲，磁场强度是地球的万亿倍， 而且它的表面温度超过一千万，湿度比太阳核心还要炙热。如果把一颗中子星挪到太阳系附近，那么太阳系所有行星都会被它的潮汐力撕成碎片。

如果一颗黑中子星闯入太阳系，会对我们产生什么影响？在了解他的危害之前，我们先了解一下什么是黑中子星。就目前的科学水平而言，黑中子星还未能完全揭开他的神秘面纱。这个天体可能在黑洞和中子星之间。根据科学家的说法，当一颗恒星耗尽燃料时，等待他的可能有两种结局。如果这颗恒星的质量超过太阳的五倍， 它就会自我探索，最终形成黑洞。但如果它的质量小于太阳的二点五倍，它可能更容易发生超星星爆炸，最终变成所谓的钟子星。但如果这颗恒星不仅超过了形成钟子星的条件，而且也达不到形成黑洞的条件，那么这些边界处的质量实践可能 会变成一颗更加神秘的黑中子星。在最近的太空探索中，科学家们使用了激光干射和重力波天文台，以及意大利的处女座探测器。他们在距离地球八亿光年外地方发现了一个不寻常的天体，其质量是太阳的二点六倍。面对这样一个从未被观测到的天体， 科学家们不知道该怎么称呼他。这可能是史上最重的种子，也可能是最轻的黑洞。同时，科学家还发现，这个神秘的天体正在于一个质量是太阳二十三倍的黑洞合并。如果他们成功合并，这将是有史以来最大的黑洞。我们假设一下，如果这颗黑色的中子星没有和黑洞合并， 是径直飞向我们的太阳系，会发生什么？随着黑中子星的靠近，他的超引力会扰动过去的一切，包括行星、卫星和小行星，而我们的地球也可能会偏离，因为离太阳太远， 会让地球迅速冷却，很快变成一个冰冻的世界。但是如果黑中子星像善良性一样，拥有极强的磁场，那么我们将会经历一场强烈的太阳风暴，因为雌性每秒产生的能量 等于太阳十万年释放的能量。随着黑中子星越来越紧，地球又会迅速升温，地球上的一切都会因为高温而瞬间蒸发。同时，黑中子星的清理还会引起潮汐加热，其超强引力会扭曲地球，从而引发超大规模地震和猛烈的火山爆发。但是如果黑中子星 是一个极轻的黑洞，他进入太阳系后，黑洞会慢慢吞噬太阳系的一切。一旦到达我们地球，极强大的引力会将地球撕裂，甚至会吞噬，连渣都不剩。但就我们而言，对黑中子星了解甚少，甚至是空白。他们可能是一颗普通的中子星，也可能是另一个黑洞，这谁能肯定的说呢？

这是二零一七年人类首次捕捉到的宇宙奇观。两颗中子星在一点三亿光年外相撞，它释放的能量相当于两亿个太阳同时闪耀。但如果这场碰撞不是发生在遥远的星系，而是我们的银河系内，甚至就在我们附近呢？ 今天，让我们一起揭开中子星这个宇宙中最极端天体的双重面纱。他既是创造珍惜元素的炼金师，也是潜藏在深空的末日杀手。 中子星，大质量恒星死亡后的残骸。他的诞生源自一场壮丽的星辰葬礼，超行星爆发。 想象一下，将一点四倍太阳质量的物质压缩进一个直径仅二十公里的球体内，这就是中子星，它的密度达到惊人的每立方厘米数亿度。 仅仅一察觉的中子星物质，其重量就堪比地球上的一座雄伟山峰。在它内部，压力是如此极端，以至于原子结构被彻底摧毁， 电子被压入原子核，与质子结合形成中子，最终形成一个几乎完全由碱并中子构成的地球上无法复制的超质密世界。科学家至今仍在争论，在这种条件下，物质会呈现出怎样奇异的形态，是超子流体 固态？中子核心？还是存在着派介子凝聚？这颗位于掌心的年轻脉冲星仍在通过两极喷射出物质与反物质粒子流，塑造着这只跨月光年的巨兽。 他让我们得以窥见，即便死亡之后，中子星依然拥有着塑造星空的磅礴力量。当中子星成双出现时，故事便走向了危险的边缘。 在引力的舞蹈中，他们相互绕转，不断靠近，最终上演宇宙中最剧烈的碰撞之一，中子星合并。 真正的危险来自于合并瞬间产生的以光速传播的伽马射线爆。如果这场合并发生在距离地球约五十光年以内，并且及致命的喷流恰好对准我们，那么 一首当其冲的是伽马射线爆，他能在瞬间剥离地球的臭氧层。二、随后可见光会照亮夜空，仿佛出现一颗星星，但这也意味着灾难的降临。三、 最后喷发出的放射性重元素物质将缓慢抵达，持续轰击地球。这并非危言耸听。 科学家在深海沉积物中发现了约两千万年前附近超新星爆发留下的放射性铁红卫素。那次事件被认为可能触发了冰河期，并改变了地球生命的演化进程。不过值得庆幸的是，此类事件在银河系中最为稀有，大约每一万年才可能发生一次。 并且大多数中子星在诞生时会获得一个速度梯足以将其甩出星系，从而降低了近距离合并的概率。正因为中子星集宇宙的极致物理与潜在风险于一身，它成为了 nasa 等航天机构持续关注的焦点。 nasa 正动用强大的观测工具，试图揭开中子星的内部奥秘。钱德拉 x 射线天文台的数据结合机器学习技术，帮助科学家排出了许多关于中子星内部状态的理论模型。 他们发现一些年轻的中子星冷却速度异常之快，这暗示其内部可能存在我们无法理解的奇异物质或特殊的放射性衰变过程。 而安装在国际空间站上的中子星内部组成探测器则像一个宇宙听诊器，专门捕捉中子星发出的 x 射线脉冲，用以探测其内部结构。未来之眼。这颗计划于二零二七年发射的卫星肩负着明确而重要的使命， 捕捉钟子星合并时产生的短伽马射线棒。他的目标是在轨期间每年探测到多达十次这样的合并事件。这将极大推动我们理解金、银、铂等重元素在宇宙中的起源。 钟子星这个宇宙中的极端存在时刻提醒着我们自然的双重性。他既是创造万物的熔炉，为我们锻造了佩戴的黄金与铂金，也可能是带来毁灭的使者， 其力量远超我们的想象。 nasa 对 他的持续关注，不仅是为了满足人类的好奇心，更是出于一种深刻的生存警觉。 每一次对深空伽马射线报的探测，每一次对中子星内部模型的修正，都是在为地球的生命支持系统增加一份未来的保障。 我们生活在一个充满活力的宇宙中，他既慷慨又无情，而对钟子星的研究，正是我们凝视深渊，同时避免坠入深渊的方式。当我们仰望星空，那些闪烁的亮点中 或许正隐藏着宇宙最深奥的秘密和最原始的微粒，而理解他们，或许就是理解我们自身命运的关键。

这是大约五十亿年后的太阳系，此时的太阳已经走过了主续星阶段，来到了默契，这时的他已经变成了一颗红巨星，并且还正在不断膨胀。在不久的将来，太阳还将会从红巨星成为白矮星，直到最后演变成了一颗黑矮星。 然而宇宙中闪耀的恒星并非都是这个结局，根据他们最初的质量不同，他们的结局往往也会有巨大差异。一般来说，质量第二点，三倍太阳质量的恒星，当他核心的氢燃料燃烧殆尽后， 由于没有足够的辐射压对抗眼，从而维持自己的平衡态，所以他的核心就不可避免的收缩。然而当收缩到一定程度时，核心的温度就会上升到可以引发害巨变的程度，从而发生害闪现象，这也就导致了恒星外层物质被向外推开。但由于恒星核心外围还依然存 载着未消耗代金的青年素，所以在核心加热的情况下，恒星的核心外围就会发生轻巨变反应，而核心发生的则是害巨变反应。 恒星也正是在这两种巨变反应的叠加下，导致了他的体积加速膨胀。由于此时恒星表面的温度已经下降到四千开以下，且体积膨胀的巨大无比，所以也被称为红巨星。 一旦红巨星核心的汗颜素也燃烧殆尽后，便只剩下了碳和氧元素。如果此时恒星的质量不超过一点四四倍的太阳质量，那么眼力导致核心收缩时产生的热辐射 就不足以使碳和氧元素发生巨变反应，且引力也无法抗衡电子间的减低压力，这是核心的物质就停止了向内收缩，而此时核心的外层物质由于脱离了引力的舒服，变成了行星状星云，在数万年后他们也会被吹散， 届时只会留下一颗白爱心的核心。由于白爱心形成初期的温度极高，小冷却成黑爱心就需要数万一年的时光，所以到目前为止，宇宙中还没有发现黑爱心的存在。 然而，成为白矮星只是恒星的结局之一。对于中等质量的恒星来说，如果在燃烧完侵害等元素后，他的质量依然大一点四四倍太阳质量，那么核心的电子减病压力就会不敌隐蔽。 核心的物质会继续向内收缩，且原子也会被压损，使得电子与质子结合形成中子。而当这些中子被挤压到一起时，产生的中子减变压力可以引力相抗衡时，此时这颗恒星就变成了中子星。一般来说，中子星的直径并不大， 只有约十多公里，但是他每立方厘米的物质却可以重达十亿吨左右，是一个非常恐怖的存在。然而，中子星质量 也存在着他的上进。美国科学家澳本海默认为，如果中子星的质量超过了三倍的太阳之两，那么引力就会战胜中子减并压力，导致恒星的核心继续贪肃，而这时的恒星也就会变成一颗黑洞。但是对于超大质量的红超举行来说，他的结局却会有些许不同， 因为这种大质量的红超举行，在任何反应达到极致的时候，会发生一些消耗巨大能量的裂变反应，而这不仅会降低核心的辐射压，导致核心急剧瘫痪， 还会引发一系列的连锁反应，从而导致超新星爆发，届时整个恒星都会被炸成一团粉末，最终只会留下一颗中子星或黑洞的河蟹。 纵使恒星看似有着超长的寿命，却依然有着自己的归宿，那么宇宙又是否会有他的终点？

你有没有想过一种可能，某一天先出问题的不是战争，不是瘟疫，也不是金融崩盘，而是你手机突然没信号，卫星导航开始乱跳，电网一会亮一会灭， 大家以为是太阳风，以为是黑客，以为是某个国家在搞事。但如果我说，也许是宇宙里有个东西靠的太紧了， 这个东西就是中子星。中子星最恐怖的点在于，他不需要撞地球，只需要靠近一点就够了。先把中子星说清楚，他不是大，他是极端。 中子星怎么来的？我用最简单的话讲，一颗很大的恒星，寿命到头了会爆一次，外面炸飞很壮观，但里面有个核心还是被重力死死抓住，外面的重力会往里压，压到原子结构都撑不住，电子和质子被挤在一起，变成中子， 最后剩下一个小球，他有多小？城市大小只有几十公里，他有多重？接近一颗太阳？你记住这句就够了。城市的体积，太阳的质量，这就是中字星。 问题来了，最近的中字星离我们到底有多近？目前经常被提到了一颗近邻中字星，位于南冕座方向， 距离我们大概是四百多光年。听到四百多光年，你可能会说，那太远了，根本没那么吓人。对人类尺度上确实远，但我想说的是，中子星这种东西不在传说里，它就在我们附近银河系的环境中，它不是神话，是真的存在。 你可能会问一句，会不会还有更近的中子星，只是我们还没有发现。我想很多人都会这么想，因为不是每颗中子星都像灯泡一样亮给你看，有的很暗，不怎么发光， 有的方向不对，你就接收不到它的信号，还有的躲在星空背景里，你不盯着数据看，很容易被忽视。所以它让人不舒服的点在于，宇宙里可能真的藏着一些很极端的东西，只是我们平时看不见。 那么重点来了，中子星危险在哪里？第一层恐怖就是引力，很多人以为引力就是往下压，但中子星更狠的地方是他会把你撕开。这么形容可能会更加容易理解，就是靠他近的那一端会被拉的更用力，离他远的一边被拉的力没那么大， 结果就很恐怖，就好像一端被丝丝摁住，另一端使劲转，结果活生生撕裂他。 如果钟子星真的靠近一个危险区域，地球会怎样？地球不一定当场爆炸，但大海就不是什么潮汐现象，连最大的海啸估计都是小儿科，那估计就是把海水直接拉入太空，地壳也同样会被跟着拉扯。这个场景咱们可以想象一下， 所以他的恐怖不是撞一下那么简单，是他一靠近地球的形状都有改变。 第二层恐怖就是磁场。有一类中子星叫磁星，你别管名字多选，你就记住一句，他的磁场强的不讲理， 他不需要撞你，也不需要攻击你，他只要离得够近，就可能让我们周围的电磁环境变得不稳定。电磁环境一不稳，最新出事的是啥？ 不是人，是我们基本的生活，通信、导航、卫星、电网、数据系统全出大问题。 这个时候世界还在，天也没他，但你会开始发现，原来我们以为理所当然的现代生活配套，其实十分脆弱。不是世界毁灭了，是你习惯的世界没了。 第三层恐怖就是辐射，如果中子星离得太近，方向又刚好对着地球，第一道要顶住的就是大气层。我先说清楚，这不是电影里那种一秒团灭，更可能出现的是大气层已无法抵抗中子星的辐射。 结果是什么？地表的环境会变得十分恶劣，虽然还能看到太阳，还是能看到天空，但对生命来说，在户外的危险，就好比宇航员在太空不穿宇航服，虽然可以待在特定的防辐射区域，但人类的未来大家可想而知。 那么钟子星最吓人的地方就是他的未解之谜。你看呀，钟子星最可怕的不是他有多重，是我们到现在还说不准他里面到底是什么。这里面有三个谜团，谜团一，里面是纯种子吗？不一定，但越王李可能还混着别的粒子， 最深的核心甚至可能出现更奇怪的物质状态，科学界到现在还没确定。那么谜团二，他到底能撑到多重？ 重子星不是无限硬，太重的话就会坍成黑洞，但多重算太重，取决于他内部到底是什么材料，到底有多硬，所以这个上限一直在争论。 那么谜团三，他为什么会突然跳一下？有些重子星会突然自转变快一点或变慢一点，像机器突然卡一下又恢复主流解释和内部的特殊状态有关，但细节怎么触发？为什么有的会跳，有的不会还不知道？ 重子星看着小，里面却装着一堆我们还没有解开的答案，不过现在还没有证据表明有重子星在威胁地球。我们讨论的是，如果不是正在发生，但重子星最厉害的地方在于它让人类明白一件事， 宇宙里确实存在这种级别的极端变量，他不讲道理，也不会问你准备好了没。

中子星到底咋来的？两颗中子星撞在一起会发生什么？它是大恒星演到末期发生爆炸瘫痪后的产物。它的直径二十公里左右，外面包着层一千米厚的铁壳，里面全是中子流体刚诞生的核心，温度比太阳高几十万倍， 磁场极强，能到几十万亿高斯，而且转的飞快，一秒钟能转几百上千圈。如果此极正好对着地球，它就像灯塔一样扫过， 咱们就能收到有规律的射电脉冲信号。如果两颗重子星撞上了，场面相当壮观。这两颗星会互相绕着转，越靠越近，最后撞在一起，短短一两毫秒，产生的磁场比地球强数万亿倍，还可能引发短伽马射线爆。