奇异夸克(奇异夸克团)

宇宙中存在一种危险的物质,任何接触过它的东西,都会被同质化,变成与它相同的结构,这就是奇异物质。奇异物质具有极端怪异的属性,它破坏了宇宙的基本法则,我们可以从中子星开始,一探究竟。

中子星

中子星是大质量恒星在超新星爆炸后遗留的残骸。在这些恒星生命的最后一刻,星核在自身重力的作用下坍缩,重力强大的向内力量,将电子压入原子核。电子带负电,质子带正电,这两种粒子由电荷异性相吸融合在一起,最终合并为中子。

中子星

当原子核内粒子被紧密地压在一起时,这些粒子会形成简并态结构,拼命地反抗重力,如果重力获胜,那么最终结局将是黑洞。如果简并态结构能够抵挡重力压力,那么就会形成中子星。

夸克

6种夸克

由于中子星内的原子核被紧密地挤压在一起,使它的密度非常的大,一颗城市大小的中子星,和太阳一样重。中子星核心内的环境非常极端,以至于常规物理法则在这里失去效用。质子和中子构成原子核,而它俩是由夸克组成的。夸克有很多种类型,但只有两种夸克是稳定的粒子,即构成质子的上夸克和构成中子的下夸克。其他夸克都在迅速衰减,变成稳定状态的上下夸克。

超新星爆炸形成中子星瞬间

但夸克衰减在中子星内部可能不会发生。中子星核心内超强的压力和极高的温度,和宇宙大爆炸发生后不久的环境很相似。中子星就像宇宙的化石一样,研究它可以让我们追溯宇宙的起源。

夸克汤

研究夸克在中子星内的状态,可以侧面了解宇宙的本质。有假设认为,在中子星的内核中,所有的粒子都挤在一起,在超高温超高压的环境下,夸克突破禁闭作用,单个夸克开始游离出来,形成一锅夸克汤。由夸克构成的星体也可称之为夸克星,不过从外部看,它和普通的中子星没有任何区别。

奇异子

如果中子星内部的压力足够大,夸克汤内就会促发复杂的反应。上下夸克在这锅汤中剧烈地乱串,相互间猛烈碰撞,这可能导致普通夸克转化为奇异夸克。奇异夸克比上下夸克更重,它可以自发衰变为上夸克。

奇异子

在夸克汤内,数量相等的上夸克、下夸克和奇异夸克组成的束缚态,称之为奇异子。奇异子是奇异物质的基本单元,它们组成了奇异物质,奇异物质具有理想状态,完全致密、完全稳定、不可摧毁,比宇宙中任何其他物质都更稳定,从理论上讲,奇异物质的大小可由几飞米到无限大间任意变化。

奇异物质

奇异物质具有传染性,由于它的基本单元奇异子比基本粒子重得多,导致奇异物质在接触其他物质时,会撕扯其物质结构,将质子与中子溶解为夸克汤,重新组成奇异子,将原本正常的物质转变为奇异物质。唯有将奇异物质扔进黑洞,才能彻底摆脱它。

奇异物质想象图

宇宙空间中应该存在奇异物质,两个中子星间相撞会释放出核心的奇异物质,黑洞辐射会喷出内部物质,其中一些可能也包括奇异物质。这些奇异物质会在星系中漂流数百万年甚至数十亿年,直到它们偶然间遇到一颗恒星或行星。如果有一个奇异物质来到地球,它会立即将地球的物质转化为奇异物质。这种奇异转换是呈指数增长的,奇异物质转化得越多,地球奇异化的速度也就越快,所有组成地球的原子最终都会被转化。地球将缩小成小行星大小,变为由奇异物质组成的热团。

冰冻地球

如果有奇异物质撞向太阳,奇异物质就会改造太阳物质结构,在不改变太阳质量的前提下,压缩太阳体积,渐渐吞噬掉太阳,最终将原始太阳变为奇异太阳。奇异太阳变得不那么明亮,发出的光和热大大减少,以至于地球会被彻底冰冻。

虽然目前为止,我们还没有直接观测到奇异物质,但从理论上讲,奇异物质在宇宙中非常普遍,它的数量甚至超过了银河系中恒星的总和。这些奇异物质可能是在大爆炸后很短的时间内形成的,在大爆炸初期,极高的温度和压力为奇异物质的诞生创造了条件。随着宇宙的膨胀和演化,奇异物质会在引力的作用下,聚集在星系周围。奇异物质高密度、大质量的特性,使它们成为暗物质的候选者之一。

但话说回来,在过去的几十亿年里,任何我们能够观测到的星体都没有被奇异物质所吞噬,所以短期内,我们不必担心受到奇异物质的同化攻击。研究奇异物质,可以帮助我们理解宇宙如何诞生以及如何演变,如果我们能够证实奇异物质,并掌握它的成因,这将会为人类创造一个超乎想象的未来,因为打开虫洞的钥匙,就藏在奇异物质里。

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