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为啥中子星的密度会这么高（中子简并压）

为啥中子星的密度会这么高（中子简并压）

2025-03-12 17:45:26阅读量：10 字体：大中小

中子星是宇宙中密度极高的恒星。即使按照最保守的估计，中子星的密度也可高达10万亿吨/立方米。不得不说，这样的密度是不可想象的。我们先来看看原子有多空。氢原子,例如,是宇宙中最简单的原子,只有一个电子,原子核实际上是一个质子,一在基态氢原子半径约为0.528×10 ^(10)米,和质子的半径约为0.84×10 ^(15)米,至于电子的半径我们没有定值,但可以肯定的是,电子半径的10 - 18米。

为啥中子星的密度会这么高（中子简并压）

换句话说，氢原子的总半径大约是原子核的62,857倍。如果把氢原子的原子核放大到足球大小，氢原子的半径约为7公里。电子是一种半径约为十分之一毫米的尘埃粒子。是的，原子内部就是这么空。对于地球上的物质来说，原子并不紧密地聚集在一起。
事实上，宇宙中所有质量大于或等于太阳质量8%的恒星，都是依靠核心的核聚变反应来抵御坍缩的。然而，恒星的核燃料毕竟是有限的，核燃料用尽后，恒星不可避免地会继续坍缩。
对于较小的恒星，它们的核心可以依靠电子之间的“简并压”来抵抗引力坍缩，最终演化成白矮星。
一般来说，当恒星演化到这一步时，会发生强大的超新星爆炸，在这之后，如果其残余的核心具有“中子简并压”抵抗引力坍缩，它就会成为一种密度非常大的行星，在这个星球上，所有的微观粒子都紧密地聚集在一起，它们的密度至少可以达到10万亿吨/立方米，所以它们被称为中子星，因为组成它们的大部分微观粒子都是中子。
如果没有抗拒,那么在现代物理学的框架下找不到可以承受重力的力量崩溃,在这种情况下,残余的明星核心将无法被阻止引力塌缩成为一个无限小的体积,密度的无限的“奇点”,而附近的“奇点”将屈服于时间和空间的限制,形成了一个完全封闭的空间和时间,并演变成一些宇宙中最可怕的事情——黑洞。值得注意的是，中子星通常被认为是宇宙中密度仅次于黑洞的第二大物体，因为科学家们不确定夸克星是否存在。