中子星vs黑洞
在中子星等超致密物体中发现的一种非常奇怪的物质形式,看起来像是宇宙中最强物质的一个最佳候选者。根据新的计算,它的强度比钢铁大100亿倍。印第安纳大学布卢明顿分校的物理学家查尔斯·霍洛维茨说:“这是一个疯狂的大数字,但是这种材料也非常非常非常致密,因此有助于使它更强大。”
中子星是高质量恒星生命周期的终点之一。一旦恒星的核心被烧成铁,它就会崩溃,将质子和电子压缩成中子和中微子。中微子逃逸,但是中子被密集地装入直径只有10到20公里(6-12英里)的物体中。这种难以置信的高密度对恒星中原子的原子核产生了某种奇怪的现象。随着向中心越来越近,密度增加,压缩和挤压原子核,直到它们变形和融合。
由此产生的核结构被认为类似于意大利面条,物如其名,它就形成于星体内部。一些结构被压扁成片状,如宽面条,一些是布拉蒂尼管,一些是意大利面条,还有一些是gnocchi风格的团块。它们的密度是巨大的,是水的100兆倍以上。
核面食类型
正如你能想象的,在实验室环境中再创造这种密度是做不到的。幸运的是,科学家们现在可以使用强大的计算机模拟,所以这就是他们计算强度的工具。
他们建立了模拟核面条的模型,并施加压力,看看材料如何回应。他们发现打破核面食所需的力量是打破钢铁所需力量的100亿倍。
尽管以前曾有人计算过中子星的外壳也非常坚固,但核面条甚至更强。这一结果表明,中子星的离子结壳会比中间的面食明显更易破坏。研究人员说,这反过来又会对某些情况下的地壳破裂产生影响,例如在中子星合并或磁暴爆发时产生共振的破碎耀斑。
“此外,”研究人员在他们的论文中写道,“这项工作所预测的核面条的巨大强度和密度表明,中子星可能支撑着地壳内部巨大的‘掩埋’山脉。”这意味着,由于这些致密的区域,中子星的内部可能是块状的和不均匀的。如果是这样的话,中子星可能不断产生引力波——时空结构中的涟漪。
考虑到探测两个黑洞之间的大规模碰撞有多么困难,激光干涉仪引力波观测站(LIGO)的电流设置当然不够强大。但未来LIGO升级可能会提高其灵敏度。或者计划在2034年发射的激光干涉仪空间天线(LISA)观测站,可能能够探测到这些微弱的波。这项研究不仅仅揭示了核面食的性质,它还为将来观测奠定了基础,这些观测也许有一天会提供核面食存在的具体证据。
本文由玻璃小帅原创,欢迎关注
