中子星究竟是什麼？引力可揭曉中子星之謎

【科技訊】8月7日消息，據外國媒體報道，由於利用激光干涉引力波天文台觀測到引力波僅限於黑洞碰撞所造成，科學家將探測更高目標，他們將探測中子星相互碰撞，引力波信號可撕裂開中子星物質稠密外殼，來揭示中子星怎麼組成。

LIGO在2015年9月14日首次探測到質量分別為29個太陽質量與36個太陽質量的黑洞，相互碰撞並最終融為一體。之後在6月14日，再次宣布探測到了質量為14個太陽質量和8個太陽質量的黑洞合并。這兩次探測都給出了關於兩個黑洞在碰撞前與碰撞後的豐富信息，而且，引力波信號與科學家們理論預測的模型一模一樣。如今，我們知道建造敏感度足夠的激光干涉儀能夠探測到時空中最細微的波動。天文物理學家希望更進一步，能夠探測到中子星的碰撞，它們的質量比黑洞小好幾個數量級，造成的引力波也更加微弱。

赫爾辛基大學物理學家Aleksi Vuorinen表示，引力波最終也許能解釋這個疑問，中子星是否僅由普通的原子核組成，還是它們也包含一些稠密的外來物質。而研究這些問題的難處在於目前在地球上無法模擬中子星這種極端情況的物質，我們能達到的最接近的就是在大型強子對撞機(LHC)內撞擊粒子，產生出短暫而高溫的「夸克-膠子等離子體」，雖然粒子碰撞可以用量子色動力學(QCD)來解釋一些物質的外部狀態，遺憾的是模擬的稠密環境實在太短暫。

挪威斯塔萬格大學的Aleksi Kurkela表示，夸克-膠子等離子體可以被認為是一種高溫而不稠密的夸克與膠子的混合液體，而夸克物質本身是冰冷而稠密的，並且是固體狀，我們的工作事實上就是要將這兩種狀態聯繫起來，並且研究結果在任何溫度下都適用。因此，如果我們要知道中子星究竟由什麼組成，唯一的辦法就是觀測兩顆中子星碰撞後產生的引力波信號，並解析這些信號意味著什麼。

質量恆星在耗盡燃料之後爆炸成為中子星，並留下質量密度超高且旋轉著的物質。中子星本身可以被認為是一顆巨大的原子，大質量的原子核僅由中子組成，被困在強引力場中，高速旋轉，通常具有強大的星際磁場。然而，關於中子星物理學領域依然還存在許多未解之謎，一個主要問題就是中子星是否符合人們的理論設想，還是這些中子星被徹底摧毀了，得用其他量子理論來解釋?中子星其實是超高密度的夸克球。

迄今為止，科學家們都是以冰冷狀態模擬中子星物質，但如果我們了解了中子星合并會產生什麼樣的引力波，我們得模擬中子星碰撞時究竟會發生什麼。Kurkela和Vuorinen如今模擬出了能夠產生一萬億度高溫的中子星碰撞現象，觀察這些極端碰撞究竟會產生什麼樣的引力波，並希望這些理論模型能夠幫助科學家們理解中子星碰撞產生的第一波引力波是什麼樣的，是否符合人們的理論猜測。

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