愛因斯坦的廣義相對(duì)論告訴我們，一顆死亡的恒星的核心必須在難以置信的引力下坍塌，由此產(chǎn)生的致密材料會(huì)發(fā)生什么取決于量子理論。我們知道中子星依靠的簡(jiǎn)并壓力而免于坍縮成黑洞，但是比最大質(zhì)量中子星更大的核心最終會(huì)變成黑洞。但就在最后的轉(zhuǎn)變之前，在我們對(duì)量子宇宙理解的邊緣，它可能變成奇異的恒星。

夸克

在我們了解奇異的恒星之前，我們需要從確定存在的恒星殘骸——中子星開始。中子星是在一個(gè)非常巨大的恒星核心耗盡所有可能聚變的燃料后坍塌產(chǎn)生的，在這個(gè)過程中，大部分電子和質(zhì)子被擠壓在一起形成中子。在大約10公里的范圍內(nèi)，當(dāng)這些中子達(dá)到密度極限時(shí)，核心停止坍縮。

我們對(duì)中子的性質(zhì)知之甚少，我們無法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試它在承受中子星的極端壓力時(shí)會(huì)發(fā)生什么。在這些條件下，中子被擠得如此緊密，以至于它們開始重疊，這可能會(huì)導(dǎo)致中子“溶解”成組成它們的成分——夸克。(www.ws46.com)

我們認(rèn)為一種氣體狀的夸克物質(zhì)，即所謂的夸克膠子等離子體，在大爆炸早期充滿了整個(gè)宇宙。我們有充分的理由這樣認(rèn)為，因?yàn)槲覀兛梢栽谧畲蟮牧Ｗ蛹铀倨髦兄圃爝@些東西。在非常高速的粒子碰撞后，夸克膠子等離子體的微小斑點(diǎn)就會(huì)存在幾分之一秒。我們可以根據(jù)從中衰減的粒子來研究它的性質(zhì)。

然而，中子星中的夸克物質(zhì)是由極端的壓力形成的，而不是夸克時(shí)代或大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)超過萬億開爾文的溫度。所以，在這種壓力狀態(tài)下，它形成了超流體而不是等離子體，它是一種比中子堆密度更大的超流體。我們有時(shí)將這種擁有夸克物質(zhì)核心的中子星稱為夸克星。

奇異

中子由一個(gè)上夸克和兩個(gè)下夸克組成，由這些類型構(gòu)成的夸克物質(zhì)需要受到難以置信的壓力的限制，才能保持穩(wěn)定性。所以這可能排除了由這種物質(zhì)組成了整個(gè)天體，除非夸克物質(zhì)也很奇異，廣義上我們將含有上、下、奇夸克的物質(zhì)稱為奇異物質(zhì)。當(dāng)中子在高壓下解體時(shí)，一半的下夸克轉(zhuǎn)化為奇夸克，這意味著更多的粒子可以占據(jù)最低的量子能態(tài)。這種較低的能量狀態(tài)意味著奇異物質(zhì)可能是宇宙中最穩(wěn)定的物質(zhì)形式，完全由這些物質(zhì)組成的天體應(yīng)該是完全穩(wěn)定的，我們稱它們?yōu)槠娈愋恰?/span>

物理學(xué)家對(duì)這種程度的奇異不滿意，他們還提出了更多關(guān)于中子星核心的瘋狂想法。如果密度足夠高，核心的條件可能會(huì)更加極端，以至于它們與大爆炸早期的夸克時(shí)代相似。在大爆炸后不到十億分之一秒的時(shí)間里，自然的基本力量不像我們今天所看到的那樣，電磁力和弱力統(tǒng)一為電弱力。中子星的核心可能有一個(gè)電弱核心，體積相當(dāng)于蘋果大小，質(zhì)量卻是兩倍于地球，夸克本身在其中燃燒，這可能會(huì)提供最終的壓力，阻止它進(jìn)一步坍縮成黑洞。

存在與否

公元1181年，我國(guó)古代天文學(xué)家在仙后座記錄到了第一顆客星，也就是超新星。將近900年后，我們將射電望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線天文臺(tái)指向該位置，發(fā)現(xiàn)了一顆快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星。X射線的數(shù)據(jù)顯示，其表面溫度超過100萬開爾文，比同齡中子星所預(yù)期的還要低。一種可能的解釋是，在這顆中子星的內(nèi)部形成了一個(gè)夸克物質(zhì)核心，并慢慢轉(zhuǎn)化為奇異物質(zhì)。當(dāng)下夸克轉(zhuǎn)變?yōu)楦筚|(zhì)量的奇夸克時(shí)，它必須從某個(gè)地方吸收能量，以提供額外的質(zhì)量，而這種能量將是中子星的熱能。

還有其他可能的候選者是夸克星或奇異星。有一些中子星質(zhì)量太大而體積太小，這表明夸克物質(zhì)的密度比中子物質(zhì)大得多。還有一些超新星看起來太亮，而且持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)，據(jù)推測(cè)這可能是中子星進(jìn)一步坍縮成夸克星的第二次爆炸。目前還沒有任何確認(rèn)，但有一些誘人的暗示表明，這些奇異星可能是真實(shí)存在的。