中子星是最完美的球形天体吗？科学家：中子星上有山脉

很多人估计都有过这样的疑问，为什么宇宙中的大型天体看上去都是球星的呢？无论是地球的卫星月球，地球本身，太阳等等，从太空深处观察，这些天体都呈现出近乎完美的球形状态。虽然像月球、地球这样的固态星球，其表面也会拥有坑坑洼洼的地形地貌，但是表面的这种崎岖不平的落差，从星球的整体直径来看，比例是相当小的，所以基本上可以忽略。造成质量较大星体呈现球体状态的原因，根本上是“流体静力平衡”所造成的。

流体静力平衡

设想一下，我们向一个坑内注水，水在重力作用下将一直向着坑内的最深处流动，如果水的量足够多，则最终会将坑注满。如果将地球看作一个巨大的容器的话，一直向里面注水，那么，水则会一直流动地球的质心（接近于几何中心），然后逐渐向外扩散，直至装满整个地球。由于在地球表面，水所受到的引力作用相同（不考虑地球自转的形变），那么地球将会呈现出一个完美的“水球”。

在物理学家，有一个概念来表征这种球形物质所受力的情况，那就是“流体静力平衡”，它的根源是由万有引力产生的，当万有引力引发的压力，与压力梯度形成的相反压强梯度力之间形成平衡状态时，就达到了一种稳定的状态。无论是对于气体、液体还是固体的物体来说，只要质量够大，那么就会形成这种“流体静力平衡状态”。

由于中心在几何中心的形状物体，在自转时各个部分所受的力是均匀的，所以能够呈现出比较稳定的状态。所以，达到平衡状态，既与物体本身的质量有关，也有物体的自转速度有关，同时也与组成物体的材料性质有关。在自转时，物体组成各个部位所受的万有引力，充当了自转的向心力，如果向心力超过了天体组成物质所能承受的极限，那么多余的部分将会被甩出去。因此，处于运动和自转状态的天体，都是在特定的转动速度、特定的物质组成和相应的质量三个方面，综合作用的结果。

像处于火星和木星之间的小行星带，内部含有数不胜数的小行星，这些小行星由于绝大部分的质量都较小，所以不能达到“流体静力平衡”的状态，因此外形上真是五花八门。而一旦天体的质量增加到一定程度，那么这些天体将会升级为矮行星、行星以及恒星等级别，外形上也越来越接近完美球体。

地球算不上完美的球体

如果排除地球因自转造成的赤道直径和两极直径的微小差异，考虑到地球岩石圈层的不同厚度、结构组成以及复杂的板块碰撞、地质等作用，地球的表面也存在着众多高山、丘陵、平原、海沟、裂谷等地貌。

地球上，最高海拔的珠穆朗玛峰和最深的马里亚纳海沟的高度差，将近有2万米之多，与地球1.2万多公里的直径相比，这点高差似乎不算什么。但是，从这点来看，地球还远远称不上宇宙中最完美的球体。

中子星是完美的球体吗？

中子星是一类大质量恒星在生命末期，因重力坍缩后所形成的致密天体。在强大引力作用下，原子核外的电子都被压进原子核中，并且与质子结合形成中子，由中子简并压支撑着物质的进一步坍缩。

在正常情况下，原子核外的电子分布区域，要比原子核的实际尺寸“广阔”得多。不过，在中子星的内部，由于电子都被压进了原子核，所以原子内部的“空隙”基本上就不存在了，因此中子星的质量很大，一般为太阳质量的1.4-3.2倍之间，但体积非常小，通常只有10公里左右。

可以想象，如果我们能够从中子星上“挖”出一勺物质来，其质量可以达到惊人的数亿吨之巨。按照万有引力定律，在中子星的表面的物体，由于中子星本身巨大的质量、半径很小，所以受到万有引力的强度是非常恐怖的，同样的物体，在中子星表面与在地球表面相比，受到的引力，前者将是后者的40万亿倍。

在如此巨大的引力作用下，中子星是否能够形成一个完美的球体呢？可能也要让大家失望了。南汉普顿大学的研究团队，近期利用计算机模拟的方式，验证了之前科学们提出的中子星表面存在微弱拓扑变形的猜测。通过模拟，呈现在人们面前的是，直径10公里左右的中子星，其表面“隆起”的山脉，高度仅有1毫米。

从某种意义上来说，这些“隆起”根本称不上山脉，但是与其它区域完全平坦的状态相比，我们姑且认为这是山脉吧。这个“隆起”的程度与星体直径的比值，与地球相比，要低好几个数量级，已经非常接近完美的球体状态了。

最完美球体，必须看“黑洞”了

黑洞可以说是宇宙中最特殊、最奇异的天体，它是通过爱因斯坦广义相对论推倒出来的天体，近年来科学家们也通过特殊的方法证实了它的存在。由于黑洞巨大的质量，使得中子简并压都不能支撑天体的坍缩，使得物体无限向“质心”处坍缩，就连光线都无法从黑洞内部中逃逸，因此黑洞也成为宇宙中最为恐怖的天体，任何靠近并且进入到事件视界的天体，都将被无情地“吞噬”掉。

黑洞可以说，是一个完全被引力控制的空间区域，在黑洞的内部及其事件视界上，引力在各个方向上的作用都是相同的，在黑洞的内部，将会把所有物质都拉向中心的“奇点”，从而对外表现出一个非常浑圆的事件视界。所以，黑洞从空间形态上看，应该是一个球体，而且应该是宇宙中无限接近球体、最完美的球形天体了。

从目前人类对宇宙的探知来看，应该还没有能达到黑洞这样完美球体程度的天体，中子星由于质量和引力作用，距离黑洞还有质的差距，因此只能屈居第二。