浩瀚宇宙中寻觅夸克星

浩瀚宇宙中寻觅夸克星在物理学中，常常有理论先于发现的情况。1916 年，爱因斯坦提出“引力波”的概念，直到 100 年后，人类才真正探测到引力波。而有一些概念就没有引力波那么幸运了，迄今为止仍然只是理论，夸克星就是其中之一。20 世纪 60 年代，有科学家提出“夸克星”的概念，到目前为止，却仍然没人能在浩瀚的宇宙中证实夸克星的存在。但科学家没有放弃，一直试图在茫茫宇宙中找到它。想要找到夸克星，首先要了解什么是夸克星。夸克星是什么？事情要从恒星演化说起。恒星在整个生命过程中一直在发光发热，燃烧着自身的燃料，但燃料总有耗尽的一天。当恒星的燃料耗尽，它便开始变冷收缩。而恒星最终会收缩到什么程度，取决于这颗恒星的质量，在物理学上，一般以太阳的质量来衡量其他恒星的质量。假如一颗恒星燃烧后的最终质量小于 1.4 个太阳质量，那么它最终会停止收缩，变成白矮星。我们在夜晚看到的最明亮的一颗恒星——天狼星的附近就有一颗白矮星，它是科学家最早发现的白矮星。为什么白矮星最终会停止坍缩呢？原因是根据泡利不相容原理，白矮星内部的电子之间存在排斥，与引起坍缩的引力相抗衡，使之停止坍缩。当一个 4～8 个太阳质量的恒星燃烧殆尽，只剩下个 1.4～2 倍左右太阳质量的星球，就会形成另一种恒星的终态——中子星。中子星的半径只有 10 千米左右，而太阳的半径有 69.55 万千米，可以想象中子星的密度是非常大的，有多大呢？一汤匙的中子星物质在地球上重 10 亿吨。中子星没有继续坍塌的原因是其内部的中子之间的排斥抵挡住了引起坍缩的引力。中子星的成功观测也没有那么顺利，第二次世界大战前，有科学家预言了中子星的存在，在 30 年后，它才第一次被探测到。宇宙中有没有更大的恒星呢？答案是肯定的。超大质量的恒星最终会坍缩成黑洞。但有科学家认为理论上，在中子星与黑洞之间还存在某种恒星的终态——夸克星。夸克星的形成是因为这种恒星太大了，在燃烧殆尽后，还有2 倍以上的太阳质量。由于质量大，引力就大，电子之间的排斥力和中子之间的排斥力都无法克服引力，引力使中子解体为更小的粒子——夸克（1 个中子包含 1 个上夸克和 2 个下夸克）。夸克之间同样存在排斥，它们之间的排斥可能最终与引力相抗衡，阻止恒星继续坍塌成为黑洞，形成夸克星。那么，夸克星长什么样？科学家推测，夸克星有一层外壳，很可能由中子物质组成，没有内核，且夸克星内部的夸克是自由移动的，不像在中子星...