中子星的转速非常快，每秒达数百圈，其表面速度达到光速了吗？
科学探索说2019-10-08 18:34
宇宙大爆炸以来，形成了各种各样的天体，除了我们比较常见的恒星，行星之外，还有一些神秘强大，超出人们想象的天体，比如黑洞，中子星，脉冲星等。
浩瀚的宇宙大家庭里，以质量为尊，质量越大的天体，它的引力越强，能够影响的天体则会越多。过去人们一直人认为恒星的质量在宇宙中最大，所以它才能够管控一个星系，让数量不等的行星以及其它小天休围绕它运行。
可是后来发现了黑洞，中子星等更大质量的天体后才发现，跟黑洞，中子星相比，恒星的质量真的不算什么。黑洞我们就不用说了，它是宇宙的霸主，超强的引力可以吞噬恒星。我们今天要给朋友们介绍的是中子星。
对中子星，相信很多人都不会陌生，它同黑洞一样都是质量超大的天体，也是20世纪最激动人心的重大发现。为人类探索自然开辟了新的领域，而且对现代物理学的发展产生了深远影响，成为上世纪60年代天文学的四大发现之一。
黑洞是宇宙中最神秘的天体，直到现在科学家也只是知道它的存在，对于它的本质以更多的情况根本不了解，而且黑洞似乎没有明显的实体结构，如果真要说它的实体结构，可能就是中心处那个质量无限大，体积无限小的奇点了，因此，黑洞可以说是一个没有体积的天体。
中子星跟黑洞不同，它有明显的固态结构，而且其密度也大得出奇。中子星和黑洞一样都是恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后形成的，超大质量的恒星发生超新爆炸之后形成了黑洞，大质量的恒星演化到末期则形成了超高密度的中子星。
中子星之所以叫做这个名字，原因也是因为组成它的物质，都是以中子的形式存在的。由于巨大的引力作用，中子星上的物质无法再保持自身的原子结构，电子和质子结合成了中子，紧密地排列在一起就形成了中子星。科学家估算中子星物质的密度，只要1立方厘米就能达到10亿吨左右，相当于地球上一座大山的质量。
根据钱德拉卡极限和奥本海默极限，中子星质量在1.44-3倍太阳质量之间，由此可以估算出，中子星的半径在10-20公里之间。由此可见，中子星并不大，虽然小，但是它的质量却大得出奇，自然它的引力也超级大。除了黑洞之外，在实体天体中，中子星是绝对的霸主。
中子星除了有着超强的密度之外，它的另一个特点就是有着超快的转速，可以说在宇宙中没有任何天体的转速可以跟中子星相比。通常中子星的自转速度可以达到每秒数百圈以上，目前观测发现的转速最快的中子星，可以达到每秒2000圈。
可能有人会说了，中子星的自转速度如此之快，每秒可达上千圈，那么其表面的速度达到光速了吗？相信很多人都知道，光速是真空中最快的速度，可是这个速度只有没有质量的光子才能达到，其它有质量物体的速度只能无限接近这个光速。那么宇宙中神秘强大的中子星，它的表面转速能达到光速吗？
我们以目前发现的中子星最快转速，每秒2000圈为例来计算，用最快的中子星转速1秒钟2000圈，乘上它半径20公里的最大尺寸，看看它赤道附近的线速度到底有多少？答案我们很容易就能算出来，是在每秒25万公里左右。而光速是每秒30万公里。虽然接近了光速，但是也没有达到光速。看来强大的中子星也无法打破光速极限定律。
当然，中子星转速每秒25万公里，一种无限接近光速的亚光速，这个速度也只是理论状态下的最大速度，事实上，中子星的自转速度能够达到每秒2000圈的极少，即使达到每秒上千圈的也不多，通常的中子星转速只有每秒几百圈左右，即使如此，中子星表面线速度也能够达到光速的20%左右。
从中子星我们想到了黑洞中心的那个奇点，既然中子星和黑洞的来历差不多，都是由大质量恒星演化到末期发生超新星爆炸而来的，那么中子星是中子聚合而成的超高密度天体，那么黑洞中心的奇点会不会也是类似于中子星的物质构成呢？有可能奇点的物质构成更加复杂，但是它可能并不是一个体积无限小的天体，而是一个体积比中子星小很多，但是质量却比中子星大很多的天体。
体积越小，质量越大，它的自转速度也就会越快。中子星的自转速度能够达到亚光速，那么黑洞中心的这个奇点天体，它的自转速度有可能达到了光速的99.99%，正是由于它无限接近光速的自转速度，才让它的周围形成了一个引力漩涡，形成了我们所知的黑洞。
当然，这只是我们的一个猜测，想要真正弄明白黑洞的中心到底是什么，可能只有走进黑洞才行。要实现这个愿望可并不容易，还需要人类努力奋斗无数年。或许我们通过研究中子星可以洞悉一部分黑洞的奥秘，我们可以把中子星看作是黑洞中心奇点的放大版，它们的性质在某些方面可能非常相似。
中子星依靠它强大的密度，让它成为了宇宙中除黑洞之外的最强天体，中子星一般来说都不会乱跑，有稳定的运行轨道。可是万事总有例外，科学家在宇宙中也发现了流浪的中子星，而且这种中子星一旦成为了流浪天休一，它们的速度都要超过流浪行星和流浪恒星。
一旦中子星成为了流浪天体，对于它流浪路上的其它天体来说可能就不太妙了。它的体积虽小，但是它的质量却大如恒星，因此它的引力也非常强大，一旦它流浪路过某个天体，可能会对这个天体产生引力牵引，改变天体的运行轨道。
如果它流浪的路上正好有天体挡在了前方，这个天体不管是恒星还是行星，可就要倒霉了。如果行星跟中子星相撞击，中子星会毫发无伤，可是行星就有可能分崩离析完蛋。如果是恒星跟中子星相撞，恒星可能无法像行星一样被毁灭，但是强大的撞击力仍然能够让恒星内部核聚变加快，这个时候恒星可能爆发。
强大的爆发力能够影响整个恒星系，靠近恒星的行星可能会在恒星的爆发下被毁灭。这种情景在一些科幻作品中也有描述，星际战争中，一个文明通过光速炸弹直接轰击恒星，从而达到毁灭文明星球的目的。中子星即使撞击了恒星，也不会有太大的损伤。这就是它有着超高密度的优势，即使中子星撞击黑洞，黑洞都不一定可以撕裂中子星。
当然，对于中子星我们现在也只能远距离观测，人类的科技实力还没有能力能够前往中子星附近进行观测。只有人类未来实现了光速飞行甚至是超光速技术，才有希望前往中子星去观测。或许在未来人类成为强大的星际文明之后，依靠强大的科技实力也可以改造中子星，让它成为人类文明最强大的武器。
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