在一些極端條件下，物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化，比如密度。
一大坨棉花經(jīng)過(guò)擠壓，能夠裝在一個(gè)很小的盒子中；空氣經(jīng)過(guò)壓縮后，體積也會(huì)變得很小。當(dāng)壓力足夠大，物質(zhì)被擠壓的非常厲害，密度也會(huì)變得超級(jí)的高，遠(yuǎn)超你的想象。
在宇宙中有一類密度極大的星體——中子星，它是恒星死亡后的殘骸。而高速旋轉(zhuǎn)的中子星又被稱作脈沖星。中子星的質(zhì)量一般介于1.5～3倍太陽(yáng)質(zhì)量之間，半徑則在10～20千米之間，表面溫度大約為1000萬(wàn)℃。
中子星上一立方厘米的物質(zhì)，質(zhì)量高達(dá)1億噸以上，甚至10億噸。中子星是目前已知密度僅次于黑洞的天體。在宇宙中，密度比中子星更次一點(diǎn)的天體叫做白矮星。在常溫常壓下，水的密度為1克每立方厘米，而中子星的密度是水的密度的100萬(wàn)億倍。
地球的平均半徑為6371公里，如果將地球壓成中子星，那么地球的半徑將變?yōu)?2米。像太陽(yáng)這么大的天體，壓縮到這種密度，半徑也只有10公里左右。
一立方厘米有多大？就是長(zhǎng)寬高各一厘米的方塊糖般大小。1億噸，很多人對(duì)這個(gè)大小沒什么概念。以世界上現(xiàn)役最大的航空母艦——美國(guó)尼米茲號(hào)航空母艦，它的滿載重量是10萬(wàn)噸，1億噸大約相當(dāng)于1000艘尼米茲號(hào)航母的滿載重量。
由于密度極大，大量的質(zhì)量聚集在非常有限的空間內(nèi)，中子星表面的引力場(chǎng)極其強(qiáng)大。表面的逃逸速度高達(dá)10萬(wàn)～15萬(wàn)千米每秒，如果從中子星表面發(fā)射火箭，速度必須要大于光速的1/3～1/2。然而，任何物體掉到中子星表面都會(huì)被撕碎。如此強(qiáng)大的引力，使得從中子星附近經(jīng)過(guò)的光都要沿拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。
要形成如此強(qiáng)大的密度，必須要有非常強(qiáng)大的壓力。中子星是恒星死亡后的產(chǎn)物，恒星在死亡時(shí)會(huì)發(fā)生極其猛烈的大爆炸，余下物質(zhì)的質(zhì)量大于1.5倍太陽(yáng)質(zhì)量（這個(gè)臨界質(zhì)量被稱作錢德拉塞卡極限）、小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量（奧本海默極限）時(shí)，會(huì)坍縮成中子星。一般質(zhì)量在太陽(yáng)質(zhì)量8~20倍的恒星，最終都會(huì)演變成中子星。
中子星的密度實(shí)際上就是原子核的密度，你甚至可以把中子星看成一個(gè)巨大的原子核。
一般而言，原子就是物質(zhì)的基本組成單元，地球上的萬(wàn)物就是由不同種類的原子（或者說(shuō)元素）構(gòu)成的。原子又由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核則由質(zhì)子和中子構(gòu)成。中子和質(zhì)子都是由夸克構(gòu)成的，它們可以互相轉(zhuǎn)化。
原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電子之所以沒有掉進(jìn)原子核，就是由于存在電子簡(jiǎn)并壓，這是由泡利不相容原理產(chǎn)生的。
只要壓力夠，任何物質(zhì)都可以被壓縮。當(dāng)壓力足夠大，超過(guò)電子簡(jiǎn)并壓時(shí)，核外電子就會(huì)被擠進(jìn)原子核內(nèi)，與核內(nèi)的質(zhì)子結(jié)合形成中子，從而形成一種全新的物態(tài)——中子態(tài)。如果繼續(xù)施壓，中子簡(jiǎn)并壓也抵抗不了，就會(huì)形成黑洞。
中子星上的物質(zhì)大部分都是由中子構(gòu)成的。在這種極端條件下，已經(jīng)沒有化學(xué)元素的概念了，因?yàn)樵右呀?jīng)不存在了。而在白矮星上，物質(zhì)還是以原子狀態(tài)存在的，只是原子間的距離已經(jīng)被壓縮得不能再小了。
將1億噸的物質(zhì)塞到一立方厘米的空間內(nèi)，很多人覺得不可思議，那是因?yàn)槟悴涣私庠觾?nèi)部究竟有多空曠。原子內(nèi)部99%的空間都是“空”的，然而小小的原子核竟占原子質(zhì)量的99%。如果原子有足球場(chǎng)般大，原子核就只相當(dāng)于足球場(chǎng)上的一只螞蟻，電子就更小了，并且以概率云形式分布在原子核周圍。
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