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比鋼硬1000億倍。這是宇宙中最難的事情!中子星的硬碟

說到硬度,我們首先想到的是鋼,但生活中還有很多比鋼更硬的物體,比如金剛石、氮化碳、鉻等。那麽宇宙中有沒有硬物質呢?那些物質會比地球上的硬嗎?

其實宇宙中確實有很多比鋼還硬的物質。下面就從以下幾個方面來詳細說說宇宙中來自中子星的硬物質。

目前科學家已經確定中子星上存在著比地球上已知最硬的物質還要硬的東西,那就是核意大利面。如果我們想了解核意大利面是什麽,為什麽它如此堅硬,那麽我們必須了解中子星是怎麽回事。

宇宙中有許多恒星。這些恒星死亡後會變成其他形態,比如白矮星、中子星,有的甚至會變成黑洞。

並不是每顆恒星死後都可能變成中子星。為了實現恒星-中子星的跳躍,恒星必須有足夠大的質量。根據科學家的推測,壹顆恒星的質量至少要達到太陽質量的10-29倍。

明星死亡的過程也不平靜。在恒星坍縮的過程中,會產生超常的壓力,破壞恒星上所有物質的結構,將它們壓縮在壹起。

坍縮過程中產生的壓力甚至可以破壞組成物質的基本原子結構,原子中所含的質子和中子也被擠壓出來,與其他物質的質子和中子混合在壹起被壓縮。

在這個過程中,質子和電子結合成為中子,所以隨著時間的推移,只剩下中子來經歷這種難以想象的壓縮。

當所有的中子被壓縮在壹起時,觀測到的中子星就形成了。正是由於中子星奇特的形成過程,雖然恒星很大,但中子星的體積卻很小,半徑幾十公裏。

因此中子星的密度很大。壹立方厘米的中子星重約65438+億噸,甚至可以達到幾十億噸。而地球上壹立方厘米的鋼只有7.85g,即使是密度最大的鋨金屬也只有22.5 g,地球上的物質密度沒辦法和中子星相比。

因為中子星密度大,體積小,所以它們的外殼非常堅硬。到目前為止,人類還沒有掌握離開太陽系的空間技術,自然也就無法去中子星采集樣本,於是科學家們就用計算機來模擬數據。

根據計算機模擬的數據,中子星的外殼硬度大約是地球上鋼的654.38+000億倍,因為所有的中子在巨大的壓力下像麻花壹樣扭曲在壹起,而鋼沒有這種能力。

妳認為這是中子星上最堅硬的物質嗎?不,中子星內部還有壹種更硬的物質,被科學家稱為核意大利面。

這種物質之所以被命名為核意大利面,是因為它與意大利食品非常相似。在中子星表面以下,庫侖斥力和核引力保持著微妙的平衡。由於這兩種力的鬥爭,中子可以形成各種奇怪的結構。

在整個壓縮過程中,質子的變化對核意大利面的形成有很大的影響,因為質子可以保持核意大利面的穩定形狀。

這種核心很像意大利面,所以被稱為核意大利面。此外,根據核意大利面的具體形態,還有核意大利肉丸、核華夫餅等各種名稱。

這是中子星上最難的事情。根據計算機模型計算的數據,核意大利面大概需要比自身多6543.8+000億倍的能量才能被打破。

其硬度完全由自身密度決定,中子星內部存在難以想象的壓力。在這種壓力下,元素的概念不再存在,甚至被壓縮的中子也以液體的形式存在。

雖然核意大利面被科學家認為是迄今為止發現的最重最硬的物質,但並不能100%確定中子星內部真的存在這樣的物質。

他們所有的數據都是計算機模擬的。如果他們輸入電腦的數據是錯的怎麽辦?如果他們在模擬的時候沒有把壹些因素考慮進去呢?

引力波的發現使科學家們能夠確認核面的存在。接下來,我們將介紹壹些引力波。和中子星有什麽關系?中子星自轉速度非常快,所以會對宇宙的時間結構產生影響,形成波紋狀的波,也就是天文學家所說的引力波。

在科學領域,引力波被定義為時空結構變化引起的波紋,它以波的形式傳播,就像壹塊石頭被扔進水裏後水面上的波紋壹樣。

也正是這種波的發現,讓科學家對中子星有了更多的了解,再次證明了中子星內部的真實情況。2017年,不同國家和地區的科學家聲稱首次探測到兩顆中子星合並產生的引力波。

當時科學家通過無線電波、X射線、太空望遠鏡等手段最終確定引力波信號來自654.38+0.3億光年外的NGC4993星系。在那裏,有兩顆中子星以每秒12周的速度相互繞轉,它們在旋轉的同時發出引力波。

隨著它們的旋轉,它們之間的距離越來越近,最後它們碰撞並形成壹個新的宇宙物體。通過這次觀測,科學家們獲得了大量珍貴的數據,不僅確定了宇宙中金、銀、鉑等元素的來源,也進壹步證實了此前關於中子星的猜測。

遺憾的是,並不是每顆中子星都會形成引力波,只有那些地殼非常粗糙的中子星或者兩顆中子星合並時才會形成。

中子星壹般由中子和質子組成。在很大的壓力下,表面非常光滑平整,很難顯得粗糙。所以純中子星自身運動產生的引力波很難被觀測到。很多關於引力波的問題,只能用不知道什麽時候會重現的引力波來回答。

說完中子星來的硬菜意大利面,我們再回頭看看地球。鋼其實不是地球上最硬的物體,鉆石比鋼還硬。除了課本上學到的鉆石,地球上其實還有很多堅硬的物質,其中有壹些非常有趣。

說到硬度,很多人的第壹反應就是各種金屬。事實上,有些物質比某些金屬更硬,例如玻璃。玻璃給人的第壹印象是容易碎,但並不是所有的玻璃都那麽易碎。在各種玻璃中,魯珀特眼淚的硬度是驚人的。

魯珀特的眼淚也被稱為玻璃眼淚,因為它們的形狀與眼淚非常相似。人們將液態玻璃滴入冷水中,最先入水的部分壹開始冷卻成固態,但內部冷卻仍是液態,同時產生幾百兆帕的抗壓強度,最後接觸水的部分由於體積小,冷卻得更快。

當內部的液體越來越冷時,體積自然會變小,於是在固體外殼上形成收縮的壓應力,同時內部也會受到來自外殼的拉應力。

內部壓應力和外部拉應力處於平衡狀態。只要尾巴沒有損壞,即使施加8噸左右的壓力也不會斷。

除了魯珀特的眼淚,還有碳炔,這是地球上最堅硬的物質。碳炔是由碳原子聚集而成的。據說其硬度是鋼的200多倍,金剛石的40多倍,在很多超高強度裝備制造領域有著廣闊的應用市場。

無論宇宙還是地球,隨著人類文明的發展,會發現更多更硬的東西,而這些物質的發現也會給人類社會帶來很多積極的作用,促進壹些技術設備的更新換代,創造出更強大的應用機械。