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既然有中子星,那有没有质子星和电子星呀?

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在宇宙中,中子星确实存在,但质子星和电子星基本上是不可能存在的。关于背后的原因,就需要了解一下为什么会形成中子星。

物质都是由原子组成,原子又分为原子核与环绕原子核运动的电子。除了氕原子核之外,其他原子核都是包括质子和中子。一个质子带一个正电荷,一个电子带一个负电荷,中子不带电。原子中的质子个数与电子个数是一致的,所以原子呈现为电中性。

当一定质量的恒星死亡时,强大的引力会压垮原子之间的电磁排斥力,就连电子的简并压力都无法阻挡,最终电子被迫进入原子核中。由于电子和质子带相反的电荷,并且数量相当,所以它们基本上都会结合成中性粒子——中子。这样的结果是形成了几乎只包含中子的天体,而电子和质子基本上都被中和掉,这就是中子星。

因此,中子星并非从宇宙中吸收了足够多的中子而形成的,而是恒星本身的自发过程所形成的。目前不存在什么已知机制可以单独产生大量的质子和电子,所以无法产生类似于中子星的质子星和电子星。

虽然宇宙中确实存在自由的质子和电子,但由于质子或者电子本身都是带电荷的,质子和质子、电子和电子之间具有很强的电磁排斥力,这种电磁力比质子和质子、电子和电子之间的万有引力强了1万亿亿亿亿(10^36)倍,所以质子不可能聚集形成质子星,而电子也不可能聚集形成电子星。要使质子或者电子单独束缚在一起需要极端的引力作用,这样的后果是坍缩成黑洞。而在黑洞中,质子和电子都不能保持正常粒子的状态,这不属于质子星或者电子星的范畴。

很遗憾,目前只有中子星有理论和观测结果的支持,确定其存在,质子星和电子星是不存在的。

其实中子星的形成很好解释。某些大质量恒星在晚年的时候会以超新星的方式结束自己的生命,在巨大的爆发中,恒星中心受到了巨大的反作用力,中心物质被不断压缩挤压,密度不断增加,最后形成了中子星。由于其极大的质量(1.35到2.1倍太阳质量),极小的体积(半径为10到20公里),因此其表面的重力加速度极大,引力大到原子结构都被破坏,电子被迫与质子结合形成中子,因此整颗星球几乎全部由中子组成,这也是中子星名称的由来。



这里有一点需要注意,就是中子星中的部分中子是由质子和核外电子结合形成的。我们知道质子带正电,电子带负电,中子本身是不带电的。一般原子中质子数和电子数是相同的,因此正常物质表现为不带电。两者强行结合在一起形成中子后又与其他本身存在的中子共同组成中子星。因此,理论上,一颗完全由中子组成且静止的中子星应该是电中性的。但如果有一颗完全由电子或者质子组成的星体,它肯定表现为只带正电或只带负电。

如果要形成一颗质子星,首先需要去除其中所有的中子,这一步还有可能发生,因为氢元素中就只有质子而没有中子,其次要剔除所有的电子只留下一大堆质子,这一步就基本不可能了。某些现象可以剥离电子,但绝对不可能将两者完全分离,最后还需要足够大的一个力将这些质子压缩到一起,使其体积小到引力大于同性电子斥力和重核自发裂变时的力之和。这一步需要比中子星形成还要严苛的条件。因此目前认为质子星是不存在的。

如果要形成一颗电子星,条件更为严苛,因为电子的质量比质子中子要小的多的多,而带电量和质子相同,因此,一堆电子要依靠引力对抗同性电子斥力比质子要难的多的多,质子星都几乎不可能存在,更不用说电子星了。

综上所述,目前认为只有中子星有理论支持可以存在,质子星和电子星是不会存在的。 大家有什么批评建议,欢迎互相交流沟通。

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