在浩瀚的宇宙中,有各种各样的天体,你所熟知的无非便是黑洞、、、白矮星、行星等,但你有听说过吗?没错,你没听过,夸克,这是比中子还要小的物质,也是组成中子的基础单元。我们其实无法直接观测夸克,只能从夸克互相结合而形成的强子中来间接观测夸克,质子和中子便属于强子。
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也许你听说过夸克星,也许没有,因为夸克星目前还是属于理论中的天体,自从20世纪六十年代夸克星理论的提出,直到现在还从未有人直接观测发现过。但是科学家仍不懈努力地在茫茫宇宙中寻找它的踪影,要想找到夸克星,我们必须先了解夸克星是什么?
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这一切还要从恒星的演化说起,我们都知道恒星都是有寿命的,即使是太阳,也有燃料耗尽的一天。而当恒星的寿命临近终点时,它便不会再像之前那样发光发热,它会逐渐地变冷收缩,但它会收缩到什么程度,这就取决于这颗恒星的质量了。不同的恒星质量,会出现不同形态的恒星终态。
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为了研究方便,我们一般以一颗太阳的质量来衡量其它恒星的质量,称为“太阳质量”。当一颗恒星达到寿命终点时,如果它的质量小于1.4个太阳质量,那它最终会停止收缩变成白矮星;如果是1.4~2倍的太阳质量,那么它将会变成中子星;如果它的质量更大,是一颗超大质量恒星的话,则会形成黑洞,一种吞噬世间万物的存在,巨大的引力使得光子都无法逃脱。
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夸克星便是理论上介于黑洞与中子星之间的存在,它的形成依靠于恒星巨大的引力。当燃料殆尽后还有2倍以上太阳质量的恒星开始坍缩时,巨大的引力使得电子与点在之间、中子与中子之间的排斥力失效,将中子裂解为更小的粒子——夸克。一个中子可以裂分为一个上夸克和两个下夸克,而夸克之间的排斥力有可能与引力相抗衡,组止恒星继续坍缩为黑洞,从而形成夸克星。
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但是这种夸克星究竟以什么形态存在呢,它又有什么特点呢?有科学家推测,夸克星有一层是由中子物质组成的外壳,而在大小上它应该比中子星略微小一点。它的外貌其实与中子星没有什么差异,也为我们的寻找造成了麻烦,而且由于它的不稳定性,我们更难发现它的存在了。目前,据已知,银河系中大约有十亿颗中子星,说不定其中就有夸克星的存在。
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虽然夸克星只是存在于理论中,但是科学总是这样,理论经常早于发现,比如引力波,它是1916年爱因斯坦基于广义相对论所预言的,2016年才被科学家发现。因此我相信,夸克星总有一天会被我们所发现!
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