比中子星更加神秘,奇异夸克星真的存在吗?科学家该如何发现它? 2024-06-07 12:39:55 致密星 大约再过50亿年,我们的太阳就会走到自己的末日,膨胀成一颗红巨星,最终以白矮星的命运结束自己的一生。白矮星是宇宙中数量最多的致密星,因为绝大部分恒星都会以这种方式谢幕。当死亡恒星的内核质量大于太阳的1.44倍时,才会变成另一种致密星——中子星。白矮星内部绝大部分都是碳元素,此外还会有一小部分氧、氮、氢。而中子星的引力过于巨大,以至于电子都被压进了原子核,与质子结合成为中子。因此,这种致密星几乎完全由中子构成,所以称为中子星。这么看来,中子星可以近似看作是一个只有中子、没有质子的特殊原子,而白矮星则可以看作是几乎完全由碳原子构成的一个巨大分子。在中子星之上,还有黑洞,这要求死亡恒星的内核质量超过太阳的1.5-3倍。在黑洞内部,连中子也不复存在,一切物质都彻底被吞噬到奇点内,损失除质量、角动量以及电荷之外的所有物质。这是迄今为止人类已知的三种致密星,但是我们发现,这里还有缺失的一环! 夸克星 按照白矮星近似于几乎只含有碳原子的分子、中子星可看作只有中子的原子的话,黑洞已经属于虚无。可是,中子并非基本粒子,它仍然可以继续分割。中子是由夸克组成的,分别是两个下夸克和一个上夸克。那么问题来了:难道宇宙中就没有一种夸克星吗?或许,宇宙中就存在这么一种神秘的天体,介于中子星与黑洞之间,那就是夸克星。在关于中子星的标准模型中,中子星的核心应该是保持完整的,也就是说,它的内部应该也是充满了中子。不过,最近的一些研究认为,中子星的内部或许会发生分解,形成传说中的物质——夸克汤。由于夸克禁闭作用,我们几乎不可能分离出单个夸克来。但是在宇宙大爆炸或者中子星内部这种恐怖的超高压、超高温环境下,夸克有可能会游离出来,这种状态就叫做夸克汤。而在中子星内部,这种夸克汤就可能形成神秘的夸克星。它看起来和中子星有些相似,但比中子星还要更小。(图片说明:中子星与夸克星)如果这样的夸克星真的存在,那么它的内部会发生一些有趣的事情。我们知道,夸克一共有6种,而构成一切可见物质的质子和中子都是由上、下两种夸克组成的。而在夸克星内部,上夸克和下夸克会发生碰撞,从而产生另一种夸克——奇异夸克。奇异夸克比上、下夸克更重,并且会形成一种非常诡异的核子——奇异夸克团。一个简单的奇异夸克团,是由一个上夸克、一个下夸克和一个奇异夸克组成。由于奇异夸克团密度远超过质子和中子,所以会将靠近自己的质子和中子撕裂,然后通过上述过程形成更多奇异夸克团。理论上来说,一个奇异夸克团一旦接触了普通物质,就会很快将其完全转变为奇异物质,小则是普通的奇异夸克团,大的就是奇异夸克星了。这个理论听起来挺有趣的,可是很多科学家并不愿意接受。首先,按照这个理论,所有的中子星内应该都有奇异夸克的存在,这就会导致中子星全都崩溃为夸克星。而实际上我们观测到的中子星,体积都超过了理论上夸克星的极限。另外,虽然说质子和中子是由上、下夸克组成的,但不代表它们内部就绝对不存在奇异夸克。量子涨落允许奇异夸克偶尔在极短的时间内出现一下,而我们从未见过这样的情况导致周围的一切都变成奇异物质,因为单个的奇异夸克是不稳定的。因此,如果奇异物质真的存在,那也只可能存在于巨大而且密度极高的天体内。(图片说明:白矮星)即便如此,科学家们仍然锲而不舍,希望在宇宙中找到答案。最近的一项研究,似乎发现了一些秘密。在这项研究中,科学家试图寻找一种叫做奇异夸克矮星的天体。根据他们的假设,这种天体质量和白矮星差不多,但因为它是由奇异物质构成的,所以要比白矮星小得多。那么,他们该如何寻找这种神奇的天体呢?研究人员指出:宇宙中的白矮星似乎都遵从一个质量-半径函数,如果我们发现一些看似是白矮星却又不符合这个规律的,那就有可能是奇异夸克矮星。(图片说明:白矮星的质量-半径函数)目前来说,一颗天体的质量相对比较容易获得,而半径则比较复杂。好在,当我们知道一颗恒星的质量和表面的引力时,就可以很轻松地计算出它的半径——简单的万有引力公式就可以计算出来。因此,研究人员调用了蒙特利尔白矮星数据库内关于白矮星的数据来进行寻找。在这个数据库中一共记录了超过5万颗白矮星的数据,其中4万颗同时有质量和引力的数据。这些数据相对来说并不难获得,通过引力透镜效应或者多普勒效应就可以计算出白矮星的质量,而表面的引力通过观测它产生的引力红移就可以计算出来。通过这些数据和上面提到的奇异矮星可能的性质,就可以寻找这种神秘的天体。结果发现,绝大部分白矮星都遵从着质量-半径函数关系,但是其中也有8颗并不符合预测。这8颗白矮星的质量相对更小一点,这意味着它们有可能就是研究团队一直在寻找的奇异矮星。当然,这也不意味着他们就已经找到了奇异矮星,毕竟我们要先排除观测数据的误差,还要确定是否白矮星还有些不了解的机制。不管怎么说,这是一个好机会,值得深入研究。也许在宇宙中,就真的有奇异矮星这种神秘的天体甚至更加神奇的天体,等着我们去发现,并且届时将会让我们大吃一惊呢! 赞 (0) 相关推荐 突破性的研究表明,不同质量的中子星可能具有相同的大小,这颠覆了天体物理模型 在已知的宇宙中,没有什么能与中子星相提并论.这些天体诞生于超新星爆发,在城市大小的空间中包含恒星大小的质量.这种独特的特性让科学家们相信,一些极端的物理现象可能发生在它们的内部--甚至可能是中子本身变 ... 连物理学家都猜错了:这种奇异天体的内部,竟如此匪夷所思 旋转的中子星(脉冲星)释放的X射线,可以用于探测中子星的直径.(图片来源:NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab) 中子星是宇宙 ... 来自宇宙中子星的神秘信号暗示:轴子真的可能存在! 据外媒报道,天文学家探测到一组由中子星发出的奇怪信号,据悉,这些中子星可能是科学家们长期寻找的基本粒子的指纹--甚至可能是暗物质.一个无法解释的过量X射线暗示了轴子--一种可能可以解决几个长期存在的物 ... 穿梭于地球大气层中的“神秘怪物”,真的是“龙”吗,证据实锤? 12生肖中有11种动物都是寻常存在的,只有龙是神话传说中的.没有人见过的那么频繁现身中国古代故事的龙到底是什么?它真的存在吗?它为什么会列位12生肖之中?土卫六的大气在实验室中重现揭示其中可能存在生命 ... 历史上无法解释的神秘巧合,真的有平行世界吗? 历史上无法解释的神秘巧合,真的有平行世界吗? 火星上发现神秘生物?真的是外星人吗? 火星上发现神秘生物?真的是外星人吗? 神秘的客家人真的是中原王族吗? 客家人名人辈出,古代还有曾巩.宋应星.袁崇焕等人. 现代有丘成桐.黄旭华.张国荣.钟汉良.陈小春.林丹等无数各行各业的人才. 这些客家人,都在历史上留下浓墨重彩的一笔! 哥哥张国荣也是客家人 可能正是 ... 宝石的神秘能量,真的可以疗愈身心吗?(上篇) 宝石 传说,天然矿石是大地母亲孕育的第一批孩子,它们始终静静聆听大地母亲的呢喃,拥有最古老的神圣记忆.也乐于将大地母亲的爱和智慧传递给人类,只要你愿意敞开心扉.就能接受它们无私的疗愈力量,让生命更丰盛 ... 有人说:数字“7、8、9”非常“神秘”,是真的吗? 昨天晚上,有人在某视频平台上发了一个视频,视频中称:"7"是一个非常"神秘"的数字,在许多事物中都有"7"的存在. 视频中举出了很多关于&q ... 能同化其他种族的神秘物质,真的降临到了地球? 近日,研究人员在自家后院的泥土中发现了一种超长的DNA结构,推测是一种染色体外元件(ECE).它们一个神奇的特性就是可以"同化"其他物种的DNA结构形式,科学家发现了它包含其他生物 ... 神秘F-117夜鹰真的回来了 人类战机史上的转折点和里程碑 110美图 F-117ANighthawk Attack aircraft,洛克希德公司Lockheed出品,总共生产了69架,1981年首飞,1983年服役, 2008年全部退役,当年风光无限,海湾战争沙漠风 ...