比钢硬100亿倍，宇宙中“最硬物质”！它是来自中子星的“硬菜”

前言

在生活只要提起坚硬这个词，我们一般都会想到石头或者钢铁，如果要找再硬一些的物质我们只能想到金刚石了。

判断物质的硬度标准有很多，不同的检验方法就会有不同的标准，比如使用弹性回弹方法检验硬度的肖氏硬度，还有使用互相划痕的方式检验硬度这被称之为莫氏硬度。

我们认知中最硬的金刚石是地球自然界中最硬的物质，当然物质并不是越硬越好，过刚易折是一个所有人都知道的常识，坚硬如钻石，用铁锤轻轻一敲，就会轻易碎成粉末。

因为物质不仅仅只有硬度这一个属性，还有强度和韧性等等参数，人工锻造的钢铁就是一种综合性能十分强大的物质，不仅足够坚硬，其他方面的属性也十分优秀。

其实影响钢铁和金刚石等物质属性参数的因素只有一个，那就是原子的排列方式，比如金刚石与石墨实际上都是碳元素，只是钻石的原子结构是更稳定坚固的三角形，所以才会变得如此坚硬。

因此只要找到更加稳定坚固的原子结构，那么相信更加坚硬的物质也会出现，目前科学家们通过调整碳元素的排列结构，创造出石墨烯，它比金刚石还更加坚硬，不仅如此，它的强度与韧性还远超钢铁。

但是在我们地球上，已经无法找到更加坚固且坚硬的物质了，于是科学家们就将眼光放宇宙上，最终科学家们发现宇宙最硬的物质，竟然在中子星上。

中子星是如何形成的

对于中子星，很多人只知其名，不知其实。仅仅知道宇宙中会有一个名为中子星的天体，至于什么是中子星，相信很多人是无法理解的。

所以首先我们要简单了解一下中子星的特点，其实很简单，想象出一个圆圆的铁球，这个铁球是实心的，大概有篮球那么大。

然后使用想象中的压力，将这个实心的铁球压缩成一颗比米还小的小铁球。这就是大概是中子星的存在状态了。

铁的密度大概有7.8，以这个作为标准计算，一颗篮球大小的铁球大概能够达到80公斤重。被压缩后组成它的基本粒子并没有变少，区别只在于分子之间的间隙变小了，所以这一粒小铁球依旧有80公斤重。

以我们最基础的物理知识就可以知道，物体之间接触的面积越小，压强越大，80公斤重的米粒恐怕可以直接将桌子地板压穿。

这是将铁球压缩之后的后果，而中子星，却是将一整颗恒星压缩后产生的。距离我们最近的恒星——太阳，也属于恒星，但因为太阳的质量不够大，所以它自身的重量无法让自己发生超新星爆炸更不可能坍塌成中子星。

经过科学家们计算，有机会坍塌成中子星的恒星，起码要有太阳的两倍质量才行，而这个质量只能坍塌成一颗最小的中子星，这颗中子星直径可能只有22公里。

太阳的直径能达到139万公里，这颗质量两倍于太阳的恒星直径能达到278万公里左右，被压缩成直径22公里，也就意味着这颗恒星被压缩了12.6万倍。

这可是远比80公斤重的铁粒还要夸张，从中子星里挖出一块长宽高都是一厘米的小方块，就能重达十亿吨。当然，我们无法从中子星上挖走任何物质，因为中子星真的是太硬了。

中子星的物质有多硬

前文说到，影响地球上物质的硬度，最主要的因素其实是原子的排列方式，但其实还有一个因素会影响硬度，那就是物质的密度。一般来说，同一种物质，密度更大的硬度会更大，比如我们将一块泡沫压缩成实心的塑料，组成这块塑料的分子没有发生变化，但是它的坚硬程度肯定是有所提升的。

而中子星则几乎是宇宙中密度最大的天体了，在这种情况下，所有物质实际上都会被强大的引力和高压所分解，在中子星上不会存在我们正常概念中的物质。

我们知道，世界上所有的物质都是由原子组成的，而原子可以被简单地分为质子、电子和中子。

而我们从中子星这个名字上就能看出点端倪，这颗星球上，所有的物质中的质子与电子都被强行中和成了中子，于是星球中除了外壳还可能存在着高密度的物质之外，中子星的中心部分就是致密的中子集合体。

其实中子星与地球一样，随着星球深度的变化，也会有不同表现。一颗直径22公里的中子星，它的外壳会有大约五百米由离子体和电子组成，大概就类似于太阳的核心。

再往下有直径一两公里高密度物质组成的内壳，这些物质都被强大的重力所压垮，渐渐分离成电子、中子、原子核等基本粒子。

再往下有大约9公里的外核，这些时所有的物质都已经完全被压缩成中子了，再继续深入有大概直径五六百米的物质，科学家们认为可能是中子也被压垮形成的夸克、胶子等更加细小的基本粒子。

无论是哪一层，中子星物质的密度都已经大得我们无法想象了。在著名科幻电影《蚁人》中，主角可以通过特殊装备将自身缩小，主角甚至能缩小到量子级别的大小，当他缩小到那个程度时，量子世界总是十分空旷。

而如果在中子星上，即便是在量子世界里，依旧是被压得密密实实的。所以中子星实际上就是粒子层面上的实心球。

平时我们做饭的时候，用菜刀切肉，锋利的刀刃轻松就将一块肉分为两半，肯定会有人疑惑，这一刀切下去，碰到那么多分子原子夸克什么的，有没有可能将其中一个分子一分为二呢？

答案是不可能的，因为现实生活中所有的物体里分子之间的间隔十分巨大，两个分子之间的距离就像是两个人之间隔了一个足球场那样。所以无论菜刀怎么切，分子都不会被分成两半。

分子和原子的结构如果变得规则一点，比如金刚石的正四面体结构，就会让两个分子之间的间隔变得紧密一点点，于是金刚石的坚硬程度就得到了显著提升。

而中子星上面的物质，从原子层面上就已经没有任何间隔了，我们地球上所有的物质在它面前都长得像个渔网一样，所以它的坚硬程度明显已经超越了我们的想象了。据悉，中子星的物质比地球上的钢还要硬100亿倍。

来自中子星的硬菜

为了让大家更加了解中子星物质的高密度和高硬度，我们可以做一个思想实验，假设我们将一勺中子星吃进肚子里，会发生什么事情。

首先我们生活中常用的钢铁制勺子，无法对中子星造成任何影响，甚至会被强大的重力压缩成为中子星一部分，即便将中子星物质放在勺子上，高密度的中子星物质也会轻易击穿勺子，就像是将一块石头放在豆腐上那样。

所以我们得使用一个特制的绝对不会损坏的勺子从中子星中舀一勺子中子出来。然后几十亿吨的重量会让我们根本无法将这一勺中子送进嘴里，因为这个重量甚至已经与一座百米高山相当了。

于是我们需要再使用强大的想象力将这个重量非常的勺子移动起来，送到我们的口中。按照常理，中子星上的温度已经足够让我们汽化无数次了，但是为了能将它吃进口中，所以我们得先封印住它散发出来的温度和辐射。

在入口的一瞬间，我们得将封印的温度和辐射释放出来，不然如何尝到它的味道，在解封的一瞬间，我们就会被高温给汽化了。

如果忽略高温，这个中子星会瞬间下坠，我们的身体密度对它来说就像空气一样稀薄，所以这坨物质会垂直地重新掉入中子星表面，而我们的身体却已经被穿透了。

如果不是在中子星表面吃，而是将这一勺中子星物质带回地球再吃，那么这一坨物质很可能不会下坠，而是会接触到空气的一瞬间，发生膨胀和爆炸。

因为失去中子星重力的束缚，这一勺子致密的中子会在短时间内与周围的物质发生反应，生成一大堆新物质，几十亿吨的重量中甚至有可能会产生出几万斤重的黄金。

当然这些黄金我们也是无福消受了，因为中子是在我们的嘴里引爆的，原本构成我们身体的物质将会被当成原材料，与中子合并转化成新物质，于是乎想吃中子星的我们也将不复存在了。

天体的演化历程

其实宇宙中天体的演化过程，科学家们已经基本搞清楚，一开始宇宙大爆炸时，宇宙中的物质也是从最简单的基础粒子开始出现的，然后这些基本粒子在重力的作用下慢慢凝聚成最基本的氢元素。

凝聚起来的大量氢元素形成巨大恒星，然后依靠自身的巨大重力引发核聚变，于是源源不断地产生出更重的元素，直到铁元素的出现，恒星的核聚变就无法继续发展下去了，因为铁元素太坚固，根本无法依靠重力让它继续聚变。

于是巨大恒星开始坍塌，发生超新星爆炸，在爆炸中产生出比铁更重的元素，并且将这些元素散布在宇宙中，这些元素渐渐形成地球这样的行星。

超新星爆炸后恒星就会转化为中子星，于是这个宇宙中第二坚硬的物质就产生了，中子星有普通高密度的状态，也有超强磁场的磁星，还有定时发射脉冲的脉冲星，这些都是中子星的变种。

中子星再进一步发展，就是成为黑洞，坍塌成黑洞的中子星，光都无法从黑洞中逃脱出来，所以我们无法获得任何黑洞内部的信息，自然也不知道变成黑洞的中子星会变成什么样子。

根据科学家们的推算，他们认为坍塌后的中子星很可能会变成黑洞的奇点，也就是一个质量无限大体积无限小的点，由此可见，奇点才是宇宙中最硬的物质。

结语

中子星有多硬，还有将中子星吃进嘴里会发生什么事，了解这两个问题对我们正常生活没有任何影响。

但是我们每个人对宇宙都会拥有自发的好奇心，正是在这种好奇心的驱使下，我们才会不断对太空发起探索。

其实对于中子星的所有描述，都是以推断和计算为主，并不能真正确认。如果在未来我们人类将会有能力亲自前往中子星并从上面采集一些样本回来，那么我们的好奇心也将得到满足。