脉冲星是指宇宙中能够发出周期性电磁脉冲信号的巨大天体。它们是中子星。虽然它们体积很小,直径只有10到30公里,但它们旋转得非常快,每秒钟可以旋转很多次,有些甚至高达1000次。而且它们的自转周期非常稳定,磁轴两极辐射的电磁波会周期性地扫过地球,被我们的天文仪器探测到。因此,我们发现了它们。
中子星是物质密度非常高的天体,每立方厘米的质量在8000万吨到20亿吨之间。这是由于中子星本身的质量不同,表面和核心的密度不同。之所以密度这么大,是因为它实际上是一个与中子整合在一起的巨大原子核,密度与原子核基本相等。但是它的引力场由于质量巨大而非常强,所以密度更高。
中子星是由大质量恒星的超新星爆发形成的。初始质量是太阳质量8到30倍的恒星,到了晚年内部核聚变开始聚合成铁元素时就会爆炸。此时核聚变反应产生的辐射压力无法支撑自身重力,导致恒星核心部分向中间坍缩,外部物质在内部坍缩。当它打到内核的时候,又会被弹出来。所以它的核心受到巨大的引力,把原子中的电子压缩成原子核中的质子,从而形成中子。这时恒星中间形成中子星,整个中子星就像是无数中子形成的巨大原子核。
但中子星并不是密度最高的天体,而是夸克星和黑洞比它高。克瓦克星因为更大的引力而被碾压融合在一起,基本可以理解为达到了夸克级别。一颗夸克星实际上是一颗巨大的中子,它的密度大于中子星。
黑洞就更恐怖了,它的引力场甚至被夸克压碎,达到了我们现在还无法知道的程度。而且一般认为黑洞的物质聚集在奇点上,这里的物质密度到底有多大?我们还不知道。
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