大科技

圖中這兩個物體彼此如此接近，一股物質(zhì)流從正常恒星向黑洞溢出，并在其周圍形成了一個熱氣體盤。當(dāng)物質(zhì)在這個所謂的吸積盤中碰撞時，它會加熱到數(shù)百萬攝氏度。在黑洞附近，圓盤中的強磁場將這些熱氣體中的一部分加速成緊密的噴射流，這些噴射流以相反的方向逃離黑洞

奇異物質(zhì)的前世回眸

浩瀚的宇宙中，兩顆中子星正在上演宇宙中最為轟動的場景——它們在引力作用下相互吸引、靠近、交織，兩個圓形的身體慢慢融合，逐漸變成長方形。在這個距離下，幾毫秒的時間內(nèi)它們就會開始破裂。其中，質(zhì)量較小的中子星慢慢形成一層螺旋狀的渾濁物質(zhì)，質(zhì)量較大的中子星則不斷膨脹，浸入它們噴發(fā)出的超密物質(zhì)中，質(zhì)量越來越大……某個時刻，它終于無法抵抗自身重力，成為一個黑洞。

黑洞的時空曲率很大，大到光都無法從其事件視界中逃脫，因此無法被我們直接觀測，只能借助間接方式得知其存在與質(zhì)量。而那些未被吸入黑洞的密度較小的物質(zhì)，則在距離黑洞邊緣數(shù)百千米的范圍內(nèi)，繞黑洞快速移動。

科學(xué)家認(rèn)為，這種情況很危險，它可能導(dǎo)致神秘的物質(zhì)進(jìn)入宇宙，產(chǎn)生不可預(yù)測的后果。

奇異物質(zhì)的今生遐想

這種神秘的物質(zhì)，科學(xué)界給它起了個特別的名字——奇異物質(zhì)。

如今，它很可能已經(jīng)存在于我們的地球上。在水中，還是在北極的隕石里？目前這些還不得而知。但我們清楚地知道，它就像病原體一樣，能感染正常物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆煌臇|西。任何物質(zhì)，只要與奇異物質(zhì)發(fā)生接觸，即使僅僅是邊界觸及，都會被它“吃”掉——被奇異物質(zhì)吞噬的正常物質(zhì)，會在亞原子水平上發(fā)生變化，最終變成完全不同的物質(zhì)。

美國物理學(xué)家愛德華·法希這樣描述它：“大量的奇異物質(zhì)鐘情于中子，對其有強烈的食欲，并通過吞噬它們而生長?！?/p>

那么，什么是中子星？它是巨大的恒星核耗盡所有燃料，誕生超新星后，恒星內(nèi)部發(fā)生坍塌剩下的那部分。在這一過程中，恒星核中被擠出來的質(zhì)子與原核外電子合并成了新的中子，這些新的中子又與恒星核中被擠出來的中子集結(jié)在一起，形成半徑約10千米、密度僅次于黑洞的一種星體。

目前科學(xué)界對中子星的內(nèi)部了解甚少?？茖W(xué)家傾向于認(rèn)為，中子星內(nèi)部存在奇異物質(zhì)，并且有證據(jù)表明，奇異物質(zhì)可能就位于中子星那層離子、電子和氣體構(gòu)成的薄殼下面。由此，一些假設(shè)甚至認(rèn)為，可能原本就不存在中子星，現(xiàn)在我們認(rèn)識的所謂中子星，有可能都是由奇異物質(zhì)組成的“奇異星”。

但我們知道，普通中子星的外殼下，是幾乎全由中子組成的流體。中子是一種神秘且密度極大的物質(zhì)，一勺中子的質(zhì)量就超過地球上整座喜馬拉雅山的質(zhì)量。這種中子，除了存在于中子星的內(nèi)部，并不存在于其他任何地方。

難道正是這些中子構(gòu)成了我們所說的奇異物質(zhì)？它們之間又存在怎樣的關(guān)聯(lián)？

由夸克構(gòu)成的奇異物質(zhì)

在巨大的壓力下，中子會分解成夸克?？淇耸菢?gòu)成物質(zhì)的基本單元，是一種我們無法直接觀測到、無法直接分離出來的基本粒子。它主要有“上”“下”“頂”“底”“奇”“粲”6種類型。6種夸克中，“上”“下”兩種最為穩(wěn)定，組成常規(guī)物質(zhì);其余的“頂”“底”“奇”“粲”4種夸克，只能經(jīng)由高能粒子的碰撞產(chǎn)生，例如宇宙射線、粒子加速器等。

通常情況下，中子是由一“上”兩“下”3種夸克組成的，因此， 當(dāng)一個中子在高壓下分解成夸克時， 存在的情況就是“上”“下”“下”。但是，在中子星的極端環(huán)境中，巨大壓力下的夸克可能會發(fā)生轉(zhuǎn)化。例如，一個“下”夸克可能會轉(zhuǎn)化成“奇”夸克，那么，夸克存在的情況將變成“上”“下”“奇”。

由“上”“下”“奇”3種夸克組成的物質(zhì)，就是我們所說的“奇異物質(zhì)”。

哪里可以找到奇異物質(zhì)

科學(xué)界普遍認(rèn)為，奇異物質(zhì)在宇宙誕生初期就已經(jīng)存在。但是，直到大爆炸之后，它才得以出現(xiàn)?？茖W(xué)家綜合分析了宇宙初期的條件和奇異物質(zhì)的特性，通過熱力學(xué)原理進(jìn)行推測，結(jié)果一再表明：奇異物質(zhì)會隨著外界條件的冷卻而蒸發(fā)（大爆炸發(fā)生后它僅存在了1秒）。目前唯一可行的找到奇異物質(zhì)的地方，是中子星的核心。

我們現(xiàn)在知道，奇異物質(zhì)由“上”“下”“奇”3種夸克組成。中子進(jìn)入奇異物質(zhì)后會在壓力下分解，釋放出夸克，在這一過程中，能量被大大降低。較低的能量使物質(zhì)的狀態(tài)更穩(wěn)定。這時的奇異物質(zhì)，穩(wěn)定性好，由它構(gòu)成的恒星可以存在更長時間，這使它看上去比常規(guī)物質(zhì)更富有魅力。

科學(xué)家推測，這可能是整個宇宙中最穩(wěn)定的能源。如果奇異物質(zhì)（“上”“下”“奇”）是物質(zhì)最理想、最穩(wěn)定的形態(tài)，那么與之接觸的所有中子（“上”“下”“下”）都將轉(zhuǎn)化為這一形態(tài)（即“下”轉(zhuǎn)化為“奇”）。當(dāng)物質(zhì)原子核中的中子和質(zhì)子滲入奇異物質(zhì)，就會在巨大壓力下分解為夸克，并轉(zhuǎn)化為奇異物質(zhì)。當(dāng)一團(tuán)奇異物質(zhì)以足夠快的速度進(jìn)行傳播，進(jìn)入恒星或行星內(nèi)部，就會像細(xì)菌一樣蔓延、侵吞，且無可阻擋，直至從內(nèi)到外將它們徹底“改變”。這就是有人稱奇異物質(zhì)為“宇宙最危險物質(zhì)”的原因。

困難重重的研究

科學(xué)家一直在努力求證奇異物質(zhì)的穩(wěn)定性，從地球上的隕石到宇宙射線，都有他們探尋的身影，遺憾的是，尚未有任何確定的發(fā)現(xiàn)。而一些科學(xué)家已經(jīng)觀察到的中子星，不是體積太小，就是溫度過低，或是亮度太高且持續(xù)時間太長（與超新星相關(guān)），這樣的中子星中都無法找到奇異物質(zhì)。

假如奇異物質(zhì)存在于我們的地球上，那它必須是微觀的，半徑只能有幾百飛米（1飛米=10-15米），否則超高密度的它就會因為太重，無法留在地球的外殼上，從而沉入地核。也許有人會問，奇異物質(zhì)不是會吃掉任何與它接觸的物質(zhì)嗎？為什么卻可以留在地球的外殼上？科學(xué)家的解釋是：奇異物質(zhì)本身可能帶有正電荷，正好與地球上物質(zhì)的正電荷互相排斥而達(dá)到力的均衡。

也許有人會擔(dān)心，奇異物質(zhì)一旦落到地球上，可以吞噬我們的世界。但是科學(xué)家認(rèn)為完全沒有必要擔(dān)憂，要實現(xiàn)這個世界末日的場景，必須同時滿足以下這些前提條件：首先，奇異物質(zhì)必須得以存在;其次，它的性質(zhì)必須非常穩(wěn)定;最后，奇異物質(zhì)在與地球發(fā)生碰撞時，必須具有大量動能，或者帶負(fù)電荷。

至少目前看來，滿足這些條件的情況還沒有出現(xiàn)，我們的地球還能夠在奇異物質(zhì)存在的可能性中高枕無憂。