科学求知者|看到了核心区域滚动的夸克汤，科学家终于“撬开”中子星( 二 )
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幸运的是 ， 在2016年 ， 我们终于找到了一种工具——引力波 。 在爱因斯坦预言它的几乎整整100年后 ， 人类终于探测到了它 ， 从此获得了一个天文学研究的利器 。 通过引力波 ， 我们可以对宇宙深处一些重大的天文现象进行观测和分析 。
机会说来就来 。 仅仅一年后 ， 2017年8月17日 ， LIGO和VIRGO检测到了1.3亿光年外的中子星合并事件 。 虽然这次引力波信号仅仅持续100秒（实际上在引力波里还是比较长的） ， 但科学家们获得了大量的重要信息 。 在两颗中子星逐渐靠近的过程中 ， 它们都因为彼此强大的引力而发生形变 。 在这个千载难逢的瞬间 ， 中子星隐藏在深处的内部结构暴露在了宇宙空间 ， 也暴露在人类探测器的面前 。 利用这段期间的观测 ， Vuorinen等人终于观测到了中子星诡异的内部结构 。
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在结合了引力波的观测数据以及最新的理论量子物理学计算后 ， Vuorinen的团队最近在《自然物理学》杂志上发表了研究论文 ， 向世人展示了他们的结论：从两倍太阳质量到接近理论质量上限（如果再高就会变成黑洞）的中子星 ， 确实都存在一个夸克核 ， 其范围达到了整个中子星直径的一半以上 。
经过40年的研究和观测 ， 夸克核终于接近证实 。
之所以接近 ， 是因为这个结论并没有完全证实 。 从科学家的严谨角度来说 ， 不能直接给出如此肯定的答案 。 研究团队也明确表示：夸克核只是可以最直接解释观测到的现象的一种可能性 ， 并不排除其他可能 。 计算结果表面 ， 如果这些中子星的核心并非是夸克核 ， 那么这里一定是在发生某些我们还不知道的不可思议的事情 。
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Vuorinen指出：“所有的中子星都是仅由原子核物质（即中子）组成的可能性仍然非常小 ， 但并不是0 。 我们所能做的 ， 就是量化这种情况下会发生什么 。 简单来说 ， 致密原子核物质的表现势必会极其诡异 。 比如说 ， 声音的速度几乎可以达到光速 。 ”
对于科学家来说 ， 研究这种夸克核不仅可以了解中子星内部 ， 更可以帮助我们理解宇宙诞生的过程 。 我们刚才提到 ， 宇宙大爆炸后仅仅几十微秒的时间里 ， 宇宙就处于夸克汤的状态 。 因此 ， 中子星内部的夸克核可以很好地还原当时宇宙的物理性质 ， 告诉我们最原始的宇宙是如何演化的 。
虽然科学家们前些年也成功在实验室中造出了夸克汤 ， 但是不仅难度过高 ， 而且保持的时间非常有限 ， 也给科学家的研究带来了一定的限制 。 如果我们能持续对中子星的夸克核进行研究 ， 将会获得大量重要的研究资料 。
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在2017年后 ， LIGO和Virgo已经协作完成了第二次对中子星合并的观测 。 随着科学家对引力波的利用越来越游刃有余、人类观测设备捕捉到中子星合并的事件越来越多 ， 我们将会更加了解夸克这种粒子以及夸克汤这种神奇的状态 。
正如Vuorinen所说的那样：“我们有理由相信 ， 引力波天体物理学的黄金时代才刚刚开始 ， 不久的将来 ， 我们将会见证更多这样的突破 ， 获得对自然新的理解 。 ”
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