中子星内的汤圆、面条和千层饼

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇中子星内的汤圆、面条和千层饼范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

中子星是一些恒星演化到末期经过超新星爆炸之后遗留下的致密天体，一颗典型的中子星质量介于太阳质量的1.35到2.1倍，半径则在10到20千米之间（质量越大半径收缩得越小）。中子星的密度非常高，其内部的物质形态极为特殊，在地球上是找不到这类物质的。这使得中子星成为我们在宇宙中发现的最为怪异的天体之一。

尽管如此，中子星的内部其实与日常生活中的一些事物很相似。其中最奇特的是，在中子星的内部深处，你可以找到许多类似面食的东西。

中子星与面食

中子星由外至内，可分为3个部分――外壳、内壳和核心。中子星的外壳是由离子和电子构成的刚性结构，其硬度比钢铁硬100多亿倍。而中子星的核心是一个由中子构成的超流体（流动时没有任何阻力的液体）。这里基本上没有质子，因为压强极高，几乎每一个质子都与电子合并，变成了中子。一些天文学家还认为核心内还有一个内核结构，可能是由夸克和胶子直接构成的。

而内壳就位于中子星坚硬的外壳与超流体核心之间的过渡区域，是由处在极端压强下的质子和中子（统称为核子）构成的。这些核子以奇特的方式组合起来，看起来很像日常生活中的面食。于是，内壳被美国印第安纳大学的马特・卡普兰和他的同事称为“核面”结构。

内壳的最外层，核子会形成球形结构，被称作“汤圆”；接下来下面的一层，核子会形成圆柱形结构，被称为“面条”；再往里，圆柱形结构会被压扁，形成一种扁平的核子结构，被称为“千层饼”。“千层饼”的下面，核面结构会变为所谓的“反面食”结构：千层饼最终被压垮，但会留下许多圆柱形空洞结构，被卡普兰称之为“反面条”；在最后，当压强足够高的时候，这些圆柱形空洞会破碎为一个个小泡泡，被称为“反汤圆”。“反汤圆”的下面，则是中子星核心区域。

中子星与生物分子

更加怪异的是，中子星的核面结构还与一种生物分子类似。

这种生物分子叫做脂质聚合物，可在脂肪中找到它们。因为它们是由亲水层和疏水层夹在一起构成的，这样它们处在水环境时，会使得自己自动组装成面条和千层饼的结构，这种结构被称为内质网，真核细胞内都有这种结构。

核面的物质密度大约是细胞的100万亿倍。中子星内部主要是由很强的电磁力和强核力控制着，而细胞主要是由较弱的分子间作用力控制。它们之间甚至连基本的搭建原材料都是不同的：核面的原材料是质子和中子，而内质网却是由长链分子串在一起的。

尽管在很多方面看起来都不一样，但相似之处仍是惊人的。

卡普兰表示，共同之处在于它们都想降低表面能。想一想肥皂泡或国际空间站上漂浮着的水滴，它们大致会形成球形，这是因为表面分子的能量要比内部分子的高，系统会自发地将表面能降低到最小，球的表面积最小，所以会变成球形。塑造核面和内质网的作用力是不对称的，这是因为它们与周围的环境之间存在着彼此相互竞争的吸引力和排斥力。然而，物理定律还在发挥作用，仍然想要最小化表面能，结果是中子星内壳内出现了泡泡、折叠和空洞等的结构，同样的事情也发生在细胞里。所以说，尽管作用力和物质密度截然不同，却仍然能出现惊人相似的形状。

中子星的星震与地震

另一个相似的故事是这样的：地球会地震，中子星也会星震。

一些被称为磁星的中子星具有很强烈的磁场，它们通常是年轻的中子星。磁场不喜欢挤在一起，所以它们离开磁星后会迅速分离，释放出巨大的能量。当能量足够大时，磁星的外壳会被压裂，产生的震动不会停留在那里，而是穿过核面传到核心之处，然后还会从核心那里向外返回到外壳上。此时，中子星就发生了一场巨大的星震，并伴随着一阵强烈的伽马射线暴。

中子星个头太小，我们无法直接观测到它们。不过磁星星震产生的最先出现的伽马射线暴是极为明亮的闪光，地球上的天文卫星即使没有正对着这颗磁星，也能很容易地观测到这种现象。但是，这样的伽马射线暴十分罕见，自从我们有了可监测伽马射线的天文卫星，我们也只记录了3次这样的现象。

如果地球上发生了级别较大的地震，地震学家可以通过检测分析出地壳破裂的初始位置，以及地震波在地球内部的反射情况。同样，中子星的星震也会为天文学家提供一个探究中子星内部的机会。虽然我们从地球上看到的只是中子星产生的伽马射线和其他光线，不过，天文学家借助于天文观测、理论分析和计算机模拟，可以分析星震的发生过程，并窥探中子星的核面和核心的结构。

中子星并不是个案。事实上，宇宙中有许多事物尽管在尺度和材料方面截然不同，但它们仍具有一些相似的性质。例如，孤波是一种传输异常持久的波，它即会在海洋表面上出现，也会在超导电线中出现；冲击波则可以出现在一场建筑爆破中，也可以在遥远的星系间穿行；漩涡的形状，从龙卷风到磁场等许多事物里都有体现。所以说，我们宇宙内的各个事物都可以以某种形式联系起来。