中子星是宇宙中的一种极为致密的星球，即使是按照最保守的估算，中子星的密度也可以高达100万亿吨/立方米，不得不说，这样的密度是令人难以想象的，那中子星为何会存在这么高的密度呢？我们不妨先来看看原子有多空旷。以氢原子为例，氢原子是宇宙中最简单的原子，只拥有一个电子，其原子核其实就是一个质子，一个处于基态的氢原子的半径约为0.528 x 10^（-10）米，而质子的半径大概是0.84 x 10^（-15）米，至于电子的半径我们目前还没有确定的值，但可以确定的是，电子半径的数量级不会大于10^（-18）米。也就是说，氢原子的总半径大概是其原子核的62857倍，如果将氢原子的原子核半径放大到一个足球那么大，那么在同比例放大后，那么氢原子的半径就有大约7公里，而电子则是一粒半径差不多只有0.1毫米的尘埃。是的，原子的内部就是如此的空旷。对地球上的物质而言，原子并不是紧紧地挨在一起的，比如说固体物质中的平均原子间距通常都在10^（-9）米与10^（-10）之间，液体物质和气体物质中的平均原子间距则比固体物质还要大，假如我们压缩掉地球物质所有的原子间距以及原子内部的空间，那么地球的半径将缩小到大约11米，而这种状态下的地球密度，其实就是中子星的密度。所以我们可以简单地理解为，中子星之所以有这么高的密度，其实是因为组成中子星的物质处于一种高度压缩的状态，那么宇宙中为何会存在如此致密的星球呢？答案就是引力坍缩。由于引力是长程力，并且只有“吸引力”而没有“排斥力”，因此引力就可以无限叠加，对于宇宙中的各种星球而言，它们所产生的引力不但会“吸引”附近的物质，还会让自身发生引力坍缩。一颗星球想要稳定地存在，其内部就必须要有抵挡引力坍缩的机制，从理论上来讲，“太阳质量的8%”是一个临界值，如果星球的质量低于这个临界值，那么它仅凭物质之间的电磁力就可以抵挡住引力坍缩，如果星球的质量大于或等于这个临界值，那电磁力就抵挡不住了。事实上，宇宙中所有恒星的质量都大于或等于太阳质量的8%，它们凭借其核心的核聚变反应来抵挡自身的坍缩，然而恒星的“核燃料”毕竟是有限的，在“核燃料”消耗殆尽之后，恒星就会不可避免地继续坍缩。对于质量较小的恒星来讲，它们的核心可以凭借电子之间的“简并压力”来抵挡引力坍缩，并最终演化成一颗白矮星。（注：“简并压力”可以简单地理解为：一些微观粒子不允许其他的同类粒子占据自己的空间，并因此而产生相互排斥的力）但如果恒星的质量足够大，电子之间的“简并压力”也就抵挡不住引力坍缩了，在这种情况下，恒星的核心就会继续坍缩，在巨大的压力下，电子会被压进原子核里，并与其中的质子结合成中子，这些中子与原子核中原来的中子会紧紧地挨在一起，产生“中子简并压”。通常来讲，当恒星演化到这一步时，就会发生威力惊人的超新星爆发，在此之后，如果其残留的核心能够凭借“中子简并压”抵挡引力坍缩，就会演化成一种极为致密的星球，在这样的星球上，所有的微观粒子都紧紧地挨在一起，其密度至少都可以高达100万亿吨/立方米，由于构成这种星球的绝大部分微观粒子都是中子，因此人们就将其称为中子星。可能有人会问了，在恒星发生超新星爆发之后，如果其残留核心的质量非常大，以至于“中子简并压力”也无法抵挡住引力坍塌，又会发生什么呢？这样的情况其实是存在的，根据现代物理学，中子是由夸克组成的，而夸克之间也是存在“简并压力”的，所以一个合理的推测就是，如果“中子简并压”也无法抵挡住引力坍塌，那么中子就会被“压碎”，随后“夸克简并压”则会担负起“抵挡引力坍塌”的重任。如果“夸克简并压”能够抵挡得住引力坍塌，那么恒星的残留核心就会演化成一种比中子星更致密的星球，我们可以将其称为夸克星。如果抵挡不住，那么在现代物理学框架中就再也找不到可以抵挡引力坍塌的力量了，在这种情况下，恒星的残留核心就会因为无法被阻止的引力坍塌而成为一个体积无限小，密度无限大的“奇点”，而这个“奇点”则会将附近的时空弯曲到极致，形成一个完全封闭的时空，从而演化成宇宙中最令人生畏的存在——黑洞。值得一提的是，由于科学家目前并没有确定宇宙中是否有夸克星存在，因此通常我们还是认为，中子星是宇宙中致密程度仅次于黑洞的天体。好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。（本文部分图片来自网络，如有侵权请与作者联系删除）
