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中子星,宇宙中最光滑的物體?
- 2022-12-06
什麼物體是光滑的
中子星,是恆星演化到末期,經由引力坍縮發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。
中子星的藝術想象圖 | 圖源:Wikipedia
一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1。35到2。1倍,半徑則在10至20公里之間,乒乓球大小的中子星相當於地球上一座山的質量。
光滑的物體有哪些特點?
提起“光滑”物體,我們最先想到的可能是玻璃、冰面等。
它們都有個共同特點,那就是表面非常平整。但即使是這些光滑表面,放在電子顯微鏡下,也是坑坑窪窪。
構成物質的基本粒子是分子和原子,要達到極致平整,就不能讓任何一顆粒子凸起或下凹。科學家已經在向這一目標靠近。
為了改進顯微鏡,物理學家打造出了能夠反射原子的“鏡子”——原子反射鏡。它由僅50微米厚的矽晶體制成,表面覆蓋著1~2奈米厚的鉛層。整個表面起伏不超過100奈米。
曾獲諾獎的石墨烯更是隻有單層碳原子結構,這意味著它的表面起伏只會在原子層面。
中子星,宇宙中
最光滑的物體?
人造材料的光滑度還僅限於原子級別,如果想要找到更光滑的材料,只能找到比原子更小的微粒構成的物體。
浩瀚宇宙中確實有這樣的存在——
中子星
。
1932年,英國劍橋大學卡文迪許實驗室的詹姆斯·查德威克發現了中子,並因此獲得1935年5月18日的諾貝爾物理學獎。
中子星的前身一般是一顆質量比太陽大的恆星。它在爆發坍縮過程中產生的巨大壓力,使它的物質結構發生巨大的變化。在這種情況下,不僅原子的外殼被壓破了,而且連原子核也被壓破了。原子核中的質子和中子便被擠出來,質子和電子擠到一起又結合成中子。最後,所有的中子擠在一起,形成了中子星。
原子雖小,也是個“小宇宙”,中心是個極小的原子核,原子核又可拆分為質子和中子,而構成中子星的基本粒子正是中子,可以想象,它的緻密程度將遠超原子構成的物體。
那麼中子星是宇宙中最光滑的物體
?
沒有最小,只有更小。
中子還可以解離成夸克,一些科學家猜想宇宙中還存在著夸克星,它將比中子星更加緻密。