宇宙中存在「奇異物質」? 可解答宇宙中神奇奧秘

中子星是宇宙中密度最高的物質之一。僅僅一勺的中子星,其質量就能遠遠超過整個月球。而就是在這個大小與一座城市相當的天體中,很有可能正在進行著一個奇怪的過程——科學家們認為,在中子星內部的物質正在發生擠壓,從而產生一種「奇異物質」,這種「奇異物質」也許能夠幫助科學家們解答一些宇宙奧秘。

來自巴西國家空間研究所的 Pedro Moraes 博士和 Oswaldo Miranda 博士,近期提出了一項新的理論。他們認為中子星的一些類型結構可能正是由這種新型的「奇異物質」所構成的。

Moraes 教授告訴本報記者:「儘管我們現在還不瞭解這種物質,但是它很有可能是一種由很多種不同類型的亞原子微粒組成的『液體』。恆星、星系、行星甚至是我們自己也有可能是由所謂的重子物質所組成的。重子其實就是質子或者重子,是由更基本的粒子——夸克組成的。夸克有6種類型:上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、頂夸克和底夸克。不同的重子是由不同種類的夸克構成的。比如說,兩個上夸克和一個下夸克能夠構成一個質子,而兩個下夸克和一個上夸克則會構成一個中子。」




Moraes 博士表示,在一個中子星內的常規重子物質即質子和中子會被強烈擠壓,形成一種新型的「奇異物質」。普通物質與奇異物質不同之處就是密度。這種物質從外表上看上與普通的物質無異,但是如果與暗物質相比的話,就會大不相同,因為它可以構成物理實體。

「就像天體的命名一樣,一個中子星是由中子構成的,也就兩個下夸克和一個上夸克。這樣的天體有很高的密度和快速的自轉速度,其質量也是太陽質量的1.3-1.4倍。現在我們看見的大部分物質都是由兩種基本微粒組成的——上夸克和下夸克。但是在一些極端條件下,還是會有很罕見的物質由三種微粒組成——上夸克、下夸克和奇夸克,這就是奇異物質。如果一個中子星的質量足夠大,並且自轉速度足夠快,那麼整個中子星就有可能由奇異物質組成。這樣的中子星會比一個普通的中子星小且輕得多。比如,一顆質量是太陽質量0.2倍的中子星,其半徑大約是15km左右,而一顆由奇異物質組成的相同質量的天體,其半徑大約則只有5公里不到。」



Moraes 博士說:「如果這個理論被證實是正確的,那麼宇宙中就很有可能存在著比我們現在所知道的更多類型的物質。我們無法直接觀察到地球上像夸克一樣的微粒,所以唯一一個證明奇異物質存在的方法就是在中子星上尋找。而且更很有趣的是,之前有很多科學家經過多次嘗試都無法證實天文學聖盃之一的引力波的存在,而這次尋找奇異物質的過程很有可能就是證明其存在的重要一步。」(引力波是由於宇宙中的大質量物體相互作用而產生的時空漣漪)



Moraes 博士補充道:「如果由奇異物質組成的星體真的存在的話,那麼它就有可能會與雙子星系統中的普通中子星相互反應,從而產生能夠讓我們觀測到的影響。並且在這個觀測過程中,很有可能就會檢測到引力波的存在。這會是是本世紀最具挑戰的實驗突破之一。」



到目前為止,僅僅是奇異物質及由其組成的星體是否存在就能引起科學家們的極大興趣。這就表示,在宇宙中仍然存在著超乎我們知識範圍的物質。


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