中子星一般有多大？
中子星的密度为10^11千克/立方厘米，也就是每立方厘米的质量竟为一百万亿亿吨之巨。中子星是除黑洞外密度更大的星体，是20世纪60年代最重大的发现之一。中子星是除黑洞外密度更大的星体（根据最新的假说，在中子星和黑洞之间加入一种理论上的星体：夸克星），同黑洞一样是20世纪激动人心的重大发现，为人类探索自然开辟了新的领域，而且对现代物理学的发展产生了深远影响，成为上世纪60年代天文学的四大发现之一。中子星的密度为每立方厘米8×10的13次方克至2×10的15次方克之间也就是每立方厘米的质量为8千万到20亿吨之巨。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百万亿倍。对比起白矮星的几十吨/立方厘米，后者似乎又不值一提了。如果把地球压缩成这样，地球的直径将只有22米!事实上，中子星的密度是如此之大，半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量为太阳质量的约8到2、30倍时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于8个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。地球压缩成中子星有多大？最小的中子星质量又是多少呢？
中子星也许是宇宙中密度更大的天体了，当然还有传说中的夸克星物质可以超过它，不过可惜的是从未在实际的观测中发现过类似的天体，也许您或者会举例黑洞物质密度也能超过中子星，不过用一个没有尺寸的奇点来对比密度似乎有一些流氓！因此我们还是认为中子星是宇宙中密度更高的天体，那么将地球压缩成中子星的中子简并态物质的话，很明显质量是不会变化的，因为地球并不会像恒星到中子星过程的超新星爆发，因此如果可能的话，是100%转换的，那么转换后体积是多少呢？中子星物质密度：8×^14~10^15克/立方厘米
地球的质量：5.965×10^24千克
地球当前的直径：12756千米
球体积公式v=4/3πr^3
那么压缩成中子星之后地球的体积：
在7456250000000立方厘米-745625000000立方厘米之间
即：7456250-745625立方米
直径约为：93.28M-43.3M之间
看来也就一个小山坡的高度，却包含了整个地球的物质，不可思议吗？
中子星物质的真正密度就是原子核的密度，电子在强大的压力下被压入了原子核，与质子一起中和成了中子，因此中子星上的物质，理论上就是一个个中子组成的物质密密麻麻排列起来的，各位可以想象想原子和原子核的直径比例，这就是普通物质和中子星物质的体积比例！
中子星的结构，最外层是被剥离电子的离子（原子核）和自由电子，中间有一个液态超流体的中子层，核心是夸克胶子等离子体？当然这个没有人知道，仍然还在猜测中！
上图暖色调的为中子星质量范围，仅有少数质量和太阳类似甚至比太阳还低一些（与太阳质量类似的中子星也就10KM左右，甚至还可能更小一些），大部分都在1.2-2倍太阳质量之间，但也有极少数可能接近3倍太阳质量！另有LIGO和VIRGO探测到引力波事件的两颗中子星合并，一颗接近1.1倍，而另一颗约1.8倍，两个质量并没有超过3.2倍的奥本海默极限，因此合并有仍然还是一颗中子星。
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在60年前，人们还认为质子和中子是物理学中的基本粒子，不可再分。
可是，在1964年的时候，盖尔曼提出了夸克假说，指出质子和中子其实都是由夸克组成的，其中质子由2个上夸克（每个带2/3正电荷）和1个下夸克（带1/3负电荷）组成，中子由1个上夸克和2个下夸克组成。除了上下夸克之外，还有奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克四种夸克，可以组成其他 重子 。
虽然盖尔曼的说法逐渐被人们信服，但是科学家们始终无法检测夸克的存在。不论他们如何用越来越强大的粒子对撞机进行撞击，都无法从质子中轰出夸克来。为了解释这个现象，科学家们提出了 夸克禁闭 的概念，指出随着夸克之间是通过一种叫做“ 胶子 ”的粒子相互吸引的，并且 随着距离越远，胶子为夸克之间提供的作用力反而越强 ，因此越难被分离，导致我们无法单独观测夸克。
实际上，尽管有夸克禁闭存在，但科学家相信，在足够苛刻的条件下，夸克和胶子也可以像原子核与电子一样被分离。原子核与电子分离的状态，也就是物质在固液气之上的第四种状态——等离子态。而夸克和胶子的分离，也可以看作是夸克版的等离子态，科学家们甚至起了一个颇有味道的名字—— 夸克汤 。
夸克汤绝对是宇宙中最难“烹饪的一碗汤”，它需要的条件极其苛刻，以至于在930亿光年的宇宙里、138亿年的岁月中，它都极少会出现。根据科学家的分析，在宇宙大爆炸后 20微秒 （0.00002秒）左右，我们才可以看到大量的夸克汤充斥着宇宙。在此之前，宇宙只有光子存在；在此之后极短暂的时间里，宇宙的温度就下降到不足以再让夸克和胶子分离，形成质子和中子或者其他粒子了。
不过，科学家相信，当今的宇宙中，我们仍然可以找到夸克汤。这种神奇的状态，就位于同样神奇的天体内部—— 中子星 的核心。
我们知道，中子星是致密星的一种，介于白矮星和黑洞之间。当一颗爆发的超新星内核质量超过1.44倍太阳质量，那么将会突破 钱德拉塞卡极限 ，导致电子被压到质子中，合并为中子，这个天体就会变成中子星。而中子是不带电的，不存在质子之间正电荷相斥的问题，所以密度极大，仅仅1立方厘米的体积就有上亿吨那么重！
虽然我们通常说中子星是一颗由中子构成的天体，但科学家在差不多40年前的时候就提出：一些较大的中子星可以在核心区域形成更加恐怖的压力和温度，导致中子也会被彻底压碎，导致内部的上夸克和下夸克分崩离析，转化为奇夸克。甚至有人推测，在中子星和黑洞之间，可能还存在着一种过渡天体，那就是 夸克星 。
这些说法至少在理论上都是成立的，当初的中子星理论也是在类似的过程中被预言，然后在30年后被发现并证实的。因此，科学家们长期以来，一直致力于寻找中子星的夸克核。
赫尔辛基大学和赫尔辛基物理研究所的理论物理学家Aleksi Vuorinen指出：“自从大约40年前首次被提出开始，中子星内部夸克核的确认一直是中子星物理学最重要的目标之一。”
想要了解中子星内部的结构，不是一件容易的事。我们不可能靠近它进行实地考察，即使靠近也不可能活着测量，即使侥幸活下来也不可能将它切开。到底有什么办法，才可以让我们看到它的内部结构呢？
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。
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。
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。
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。”
中子星密度高达每立方厘米1亿吨,是否意味着有很多未知的元素?
中子星密度高达每立方厘米1亿吨，理论上讲，完全有可能存在未知的元素。
中子星不但密度极大，温度也非常高，表面温度就能达到上千万度，内部核心温度更是可以突破上亿吨。
这就意味着中子星内部的压力非常高。地球核心的压力约为300万大气压，而中子星核心压力能够达到一万亿亿亿大气压。中子星到底是由什么元素组成的，毕竟我们已知的天然元素只有94种，就算加上人工合成的，也只有118种元素。中子星肯定不是这些元素组成的。
因为我们已知的任何元素都是由电子和原子核组成的，而中子星内部物质只有中子，电子完全被挤压到质子上结合成中子。
也就是说，中子星内部没有电子，没有质子，完全是由中子组成的。同时，由于中子不带电，中子之间的间隔就非常小，这也是中子星为何如此致密的原因。中子星的状态应该与原子核差不多，只不过是把组成原子核的质子换成了中子。
最后提一下黑洞。刚才说了，当强大的引力超过电子简并压时，就会把电子挤压到质子上形成中子，产生中子星。
而中子之间也存在“中子简并压”，当引力足以对抗中子简并压时，就会把中子无限挤压到一起，挤压到一个无限小的空间，形成奇点，一个黑洞就这样诞生了。
黑洞，比中子星更诡异，可以说是宇宙中最诡异的天体。组成黑洞的元素到底是什么？我们很难想象。甚至可以这样说，组成黑洞的已经不是物质了，起码不是我们能够认知的物质。
相对我们的世界而言，黑洞完全就是另外一个世界，一个我们或许永远无法理解的世界！
若中子星靠近地球，会发生什么？人类还有机会生存吗？
自地球诞生以来，已经走过了46亿年，见过了大风大浪，行星撞击、板块重组、气候变暖，无数灾难至今让地球安然无恙，那有什么办法，能够彻底摧毁地球呢？很简单，一勺子“中子星”就可以办到，它被称为“黑洞儿子，”其恐怖程度不亚于黑洞。当有天中子星不断接近地球，又会发生什么呢？那将是一场推动地球走向死亡的大浩劫。首先，中子星是除黑洞外密度更大的星体，当老年恒星的质量为太阳质量的约8~2、30倍时，演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，受这个过程产生的压力影响，电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成，最终变成密度极高的中子星。一颗中子星的质量大约为太阳的1.35倍到2.1倍，半径介于10公里到20公里之间。外形跟重量极不相配的中子星，相当于一个引力怪兽，不断逼近地球，瞬间瓦解一切行星物质。
中子星开始进入太阳系后，受中子星引力影响，太阳系内的小行星等运行轨迹被完全打乱，大量的陨石浩浩荡荡冲往地球，宣告着中子星这个魔头的到来，为其征服地球之路打头阵。此时地球上的人类只能在一场又一场的陨石雨中瑟瑟发抖，无法逃离这个地球，也只能惶恐不安地等待中子星到来。
当中子星逼近地球时，其表面温度可达1500万摄氏度，地球的江海河湖将会全部蒸发，人类也没有了生命之源，但是中子星切断人类生命之源还远远不够。中子星的高温会导致地球上森林等全部燃烧，此时人类宛如迷失于一片火海之中，恐怖的火海正在预见人类的死亡，人类极有可能葬生于此。假如此时部分人类有幸逃生，也只是进入下一个深渊，亲眼见证地球的灭亡。
中子星步步紧逼，地壳内部也难以抵挡。受中子星影响，将会迅速升温，受热开始熔化，爆发前所未有的大地震，地动山摇将人类居住的房子毁之一旦。伴随着地震而来的是不间断的火山爆发，暗红的岩浆在滚滚的黑烟的裹挟里喷涌而出，此时地球已经满目疮痍，早已不复以往的美丽。生活在这片土地的人类早已没有容身之地，连续不断的地震、火山喷发将所有生命消灭，最终中子星将会统治地球。
蓝色的星球也变成火光冲天的火球，向宇宙发出最后的呼救，但是永远也等不到救援，因为中子星最终目的是要让地球消失在这个宇宙。中子星进入到地球后，其强大引力不断拉扯地球，将地球撕成成千上万块碎片。碎片会不断坠向中子星，最终整个地球将会被中子星吞噬。
中子星一旦到达地球，直接给地球以及地球上的一切生物宣判死刑，想要离开必然是得在中子星来临之前逃离，那么假如人类可以提前预知中子星的到来，是否还有一线生机呢？目前答案是否定的。中子星巨大引力进入太阳系后，整个太阳系星体的运转轨道都会被扰乱，牵一发而动全身，地球必然会受到影响，此时人类想要完全安全，甚至需要逃离整个太阳系，但是目前由人类发射的探测器，距离地球最远的为旅行者1号，于1977年9月5日发射，至今已经42年，依旧没有飞出太阳系，人类想要通过逃离太阳系来躲避中子星目前可能性极低。
这也提醒着人类，对于偌大宇宙来说，一颗半径为10到20公里的中子星可以将整个地球撕碎，人类无疑是一个微乎其微的存在。渺小的人类或许永远都没有力量去改变这一切，只能慢慢地走向死亡。人类只能尽量利用有限的时间，不断激发潜力，去探寻这个无限可能的宇宙，在浩瀚无垠里留下那么一丝存在的痕迹。
