影片
文字稿
不算黑洞的話,中子星是密度最高的星體
在中子星的核心裡面,我們可以發現世上最危險的東西:
奇異物質
這是一種極度奇怪的物質,它扭曲了宇宙的法則
且可以感染和破壞一切與它接觸的物質
也有可能,它能夠告訴我們宇宙是如何形成的,
又或是兩者兼具。
要瞭解這種極端的奇異物質,我們先討論一些基礎的事情:
什麼是中子星?而奇異物質又是如何打破宇宙規則的?
為了將這些知識融入到這部影片中,我們將會簡化某些部分
但是我們也將提供更加深入的資源給那些想要了解細節的人。
中子星是超新星爆炸後所留下來的產物
當超新星爆炸時,恆星的核心會被自身的重力壓垮,
在如此重力如此強大的作用下,原子核和其他的粒子被暴力地聚集在了一起,
電子被擠進質子裡面,以致於他們融合並形成了中子。
原子之間的空間突然被互相排斥的粒子充斥著
他們會絕望的對抗重力、不想要被壓扁。
如果重力得勝,那麼這顆恆星就會變成黑洞
如果他們得勝,恆星就變成了中子星
中子星就像都市大小的原子核
但有著太陽一般的質量 (非依照比例繪製)
事情開始變得奇怪囉
中子星的核心環境是如此極端,連核子物理的法則都變了
這可能導致一種奇異而極度危險的物質產生出來
但讓我們按步就班的來說明 (夸克基礎課程)
首先我們要知道規則是什麼,才能知道規則怎麼被打破
質子和中子是構成原子核的粒子
而質子和中子又是由叫作夸克的小粒子構成的
夸克討厭寂寞,這是因為「夸克禁閉」
你可以試著分開夸克
但你愈是用力,他們就愈不想分開
如果你用強大的能量強迫他們分開, 他們就會用你的能量產生新的夸克
夸克只能當作其他粒子的建築材料而存在, 他們不會單獨出現
夸克有很多種,但是只有兩種能夠構成穩定的物質
就是上夸克和下夸克,他們是質子和中子的建築材料
其他類型的夸克只要一下子就會衰變了
但是在中子星裡情況可能大不同
中子星的核心壓力超大
那裡的環境其實就很像大霹靂發生沒多久後的宇宙
中子星的核心就像化石一樣, 可以讓我們了解過去發生了什麼事
所以,研究中子星裡的夸克
就是一種了解宇宙本質的方法之一
有一個假說是,在中子星的核心裡, 質子和中子會解除禁閉(deconfine)
所有的粒子會擠在一起,溶化成一團夸克湯
無數的粒子變成了由夸克組成的巨大單一個體
即是夸克物質
由這種物質構成的恆星被稱為夸克星
不過,從外表看起來,他們就跟普通的中子星沒兩樣
現在,我們總算可以討論最危險的物質啦
如果夸克星裡面的壓力夠大,那事情可能變得更奇異
真心不騙
在中子星的核心,有些夸克可能會轉變成「奇夸克」
奇夸克有著古怪的核子性質,他們比較重
然後,該怎麼說才好呢,他們比較強
如果他們跑出來的話,他們可以創造奇異物質
奇異物質可能會是物質的理想狀態;
緊密的完美,穩定的完美,無法毀滅
比宇宙中其他物質都還要穩定
穩定到可以在中子星以外的地方存在
如果真有其事的話,那我們就麻煩大了
因為他可能有傳染性
碰到奇異物質的普通物質可能會愛上它的穩定性
結果把自己也變成奇異物質
質子和中子會溶化,變成夸克湯的一部份
這個過程中會產生出能量,進而製造更多奇異物質
解決他們的唯一方法就是把他們丟到黑洞裡
但是誰在意呀?
全部的奇異物質都被包在中子星裡
但是如果中子星和其他中子星或黑洞相撞
他們裡面的東西會灑出來, 其中可能包含稱為「奇異夸克團」的奇異物質
奇異夸克團的密度和中子星的核心密度一樣高
他們可能很小,也許比原子還小
而最大的奇異夸克團大小應該也不會超過一個火箭
這些奇異夸克團會穿梭銀河,
直到幾百萬年或幾十億年後不小心撞上一顆恆星或星球
如果有一個奇異夸克團打中地球, 那他會馬上開始把地球轉換成奇異物質
他轉換的愈多,就成長的愈快
最後,地球上的所有原子都會被轉換
地球會變成小行星大小的奇異物質塊
如果奇異夸克團打中太陽,那它會塌陷成一個奇異星
就像野火燒森林一樣把它吞噬掉
太陽的質量不會改變多少,但放出的光會少上很多
所以地球會變成冰球
就像小小的病毒一樣,我們沒辦法預測 奇異夸克團是不是要襲擊我們
更慘的是,有些理論認為奇異夸克團 其實很常見,比銀河的恆星還多
這些奇異夸克團可能是在大霹靂之後沒多久形成的
當時宇宙非常炎熱、稠密,就像中子星的核心
他們可能隨著宇宙演化和擴張, 被星系的重力吸引而攀附
奇異夸克團可能其實很多,質量很大
說不定他們就是支撐星系的暗物質
不過也有可能不是
這些都是推測。地球、太陽和行星 在過去的幾百萬年都沒有被奇異夸克團吞噬
所以這些事情馬上發生的機率並不高
了解這些奇怪的東西可以幫助我們理解我們的宇宙的誕生
以及為什麼宇宙長成現在這個樣子
當科學家剛開始玩磁鐵和導線,和探索電子時,
他們並不知道未來的幾百年內科技會如何進步
今日探索中子星和奇異物質的科學家
可能替人類難以想像的未來打下基礎
也有可能不是
時候到了就知道
當你等著看宇宙毀滅時,你可能還想多了解一下宇宙
我們罩你。
我們在Brilliant的朋友可以幫你了解 科學、黑洞,還有更多東西
Brilliant是一個以務實的方法幫助你理解科學的網站
有互動式解題課程和每日挑戰, 題材包含數學、邏輯和工程學
每個問題都會給你所有需要的工具, 讓你可以獨自解決複雜的問題
做中學,學中做
用你的好奇心解開所有謎題和課程
包含古典力學、天文學、重力物理,還有更多更多!
如果你點擊底下的連結,或前往 brilliant.org/nutshell
你可以免費註冊並學到各種意想不到的東西
本頻道的觀眾還有優惠
前688名使用連結的人可以獲得年度會員八折優惠
年度會員可以檢視所有的每日問題並可以加入任何課程
Brilliant 讓你每天都變聰明一點
可能會上癮喔