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什么是费米昂q星?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-05-14 14:58:45

在质量和密度方面,费米昂q星是介于中子星和黑洞之间的一类恒星。

回想一下,恒星存在于一种平衡之中:引力试图将它们压成点状,而向外的“压力”试图将它们的原子分开。对于正在发生聚变的恒星来说,聚变产生的热量导致粒子试图逃逸(如果你能“关闭”重力,它们就会迅速膨胀……毕竟,每颗恒星都是一颗持续引爆的氢弹!)重力阻止了这种情况的发生。平衡告诉你大部分你需要知道的关于恒星天体物理学的知识。

然而,在它的“生命周期”结束时,聚变停止,恒星冷却,开始坍塌。如果它在这一点上只是中等质量(如恒星),那么它就会凝结成地球大小。这件事已经被压缩成形式认不出来,但仍然由普通的东西(通常是碳)新形式(仍然难以置信密度从我们的观点来看,每吨每立方厘米…但可能以晶体形式…这就是为什么卡尔·萨根曾经说过,他知道钻石地球的大小)。让白矮星的进一步崩溃是电子的排斥力,不仅在静电斥力也,费米子,电子不能占据同一个空间,所以抗拒被拥挤的(这称为简并压力,这也是一个重要组成部分的普通固体,固体)。

但是,如果恒星的最终质量超过了钱德拉塞卡极限,那么使正常物质保持稳定的力就太弱了,原子本身就会坍塌,迫使电子与质子结合形成中子星。中子星的密度比白矮星大得多,大约是每立方厘米10百万吨。与中子星的名字相反,中子星主要是中子,它们与质子和电子处于一种平衡状态,所以大约90%是中子,10%是质子。它们被同样是费米子的核子(质子和中子)的简并压分开了!

钱德拉塞卡极限大约是太阳质量的1.4倍。所以中子星的质量应该比这个大(除非发生了什么奇怪的事情)。

某个地方有一个中子星质量的上限,超过这个上限,中子简并压就不够,中子就会消失。在某一点上,没有任何东西可以保持并坍缩成黑洞是不可避免的。这个极限有各种各样的名字(包括冷战时期),但我将采用托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限,它在我的经验中更常见(向兰多道歉!)这个极限没有钱德拉塞卡极限那么容易理解,但我们相信它在2.2倍太阳质量左右。所以中子星应该存在于1.4到2.2倍太阳质量之间。

这里是中子星质量的一个代表性集合的图示:

什么是费米昂q星?
请注意,几乎没有中子星远高于太阳质量1.4 (m⊙)的下限……不太可能,比如说,1.9太阳质量的中子星。这是奇怪的。

所以,也许TOV的极限比我们想象的要低一些(我认为最近中子星的合并可能会给我们一些启示,但我认为现在下结论还为时过早)。或者也许洋葱还有另外一层!

也许,就像电子的简并度保持了一段时间,然后让位于中子的简并度,可能会有东西取代中子的简并度!当然,最有可能的候选者是下一个费米子——夸克。

也许在足够的压力下,核子“凹陷”了,取而代之的是“夸克汤”。这样的夸克星,或称q星,可能是中子星的超级版本,但据我所知,它的确切特征还不能从我们的理论模型中确定(这不是很多)。

现在,我简化。除了中子星(如果有的话),还有其他的“下一层”的候选者,所有这些通常都被称为q星。所以我所描述的是一系列可能的奇异状态中最简单的一种,这些状态可能是由中子星上升一个槽的条件产生的。都有共同之处,然而,认为一个更奇异的形式的物质可能发生,甚至比这更极端的中子星,而费米子排除/简并压任何形式将保持它对重力一些大规模钱德拉塞卡之间的间隔和限制。
 
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