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比黑洞密度小的粒子,夸克的密度那么大,为什么不会成为黑洞?


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我们都知道物质的质量基本都在原子上,但是原子之间的空间也很大,比如把直径140万公里的太阳压缩成电子简并态的话,也就是挤出原子间的空间,让所有原子紧挨在一起,那么太阳的体积就会缩小成地球这么大,这等于缩小了130万倍;然而如果将原子之中的空间也压缩了呢?比如将原子的电子挤压到质子中,使之变成中子,将所有中子堆积到一起,如果我们以这种方法继续压缩太阳的话,那么它的体积会进一步缩小上亿倍,然而这还只是压缩到了中子的层面,而每个中子都是由三个夸克和连接夸克的胶子组成的,那么如果将中子进一步压缩到夸克的层面会怎么样呢?


理论上认为如果一个天体缩小到夸克的层面的话,会成为夸克星,这种天体由奇夸克物质组成,整个星体几乎就是一个单一的巨大中子。

可能有的朋友要问了,不是说中子星是由中子组成的吗,怎么说夸克星是巨大中子呢?其实将白矮星、中子星和夸克星对比来说,白矮星只是密集的原子核,而中子星就可以看作是一个巨大的原子核(中子团),夸克星则是一个巨大的中子。

也有的人认为夸克星就是黑洞,但其实以重量和密度来分类,夸克星是介于黑洞和中子星之间的天体,天文学家们认为夸克星的结构其实很简单,不像中子星那样分为很多层,其密度分布大致为常数,通常中心密度不到表面密度的两倍,而如果再有足够的物质加入夸克星里,那么它就会再继续收缩塌陷而变成黑洞,所以夸克也并非不会变成黑洞,只要质量足够大,或者说所处的引力场足够强,那么它下一步就会变成黑洞。

虽然人类已经发现不少黑洞存在的踪迹,但是被认为是夸克星的天体却极其稀少。不过我国天文学家在2016年曾探测到一次极强的超新星爆发——ASASSN-15lh,辐射的总能量相当于太阳以现在的强度照耀900亿年,天文学家们认为从中诞生的致密天体是一颗刚刚诞生的夸克星。

夸克是基本粒子的下一个层次,而黑洞的形成需要若干个太阳那么大的质量。两者的差距:一个在九天之上,一个在九泉之下,怎么能相提并论、同日而语?

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