史珍湘

奇异物质是什么？它真的很奇异吗？为什么它又被称为宇宙最危险的物质？

奇异物质的前世回眸

浩瀚的宇宙中，两个中子星正在上演宇宙界最为轰动的场景——它们在引力作用下互相吸引、靠近、交织，两个圆形的身体慢慢融合，逐渐变成长方形。几毫秒的时间，它们开始破裂，质量较小的中子星慢慢形成一层螺旋状的、肮脏的物质。质量较大的中子星则不断膨胀、变大，越来越重，并浸入它们喷发的超密物质中……某个时刻，它终于无法抵抗自身重力，最终形成了一个黑洞。

黑洞的时空曲率很大，大到光都无法从其事件视界逃脱，因此无法被我们直接观测，只可以借由间接的方式得知其存在与质量。而那些不被吸入到黑洞中的、密度较小的物质，将在离黑洞边缘数百千米的范围内，绕黑洞快速移动。科学家预言这种情况很危险，它可能导致神秘的物质进入到宇宙中，产生不可预测的后果。

赫尔斯-泰勒双星系统是迄今为止发现的第一个双星脉冲星。两颗中子星系统围绕彼此运行，预计会发生灾难性的碰撞。它们将产生一个黑洞，喷射出相当于太阳质量10%的物质。这些物质中的一些可能以奇异物质的形式存在。

奇异物质的今生遐想

这种神秘的物质，科学界给它起了个特别的名字——“奇异物质”。

如今它很可能已经存在于我们的地球上。在水中？在北极陨石里？这些目前不得而知。但我们清楚知道，它就像病原体一样，能感染正常物质，并将其转变为完全不同的东西。任何物质，只要与这奇异物质发生接触——即使仅仅是边界触及，都会被它“吃掉”——被吞噬的正常物质，会在亚原子水平上发生改变，直到变成完全不同的东西。

美国物理学家爱德华·法希这样描述它：“大量的奇异物质钟情于中子，对其有强烈的食欲，并通过吃掉它们而生长。”

回到文章开头，我们得了解，什么是中子星？它是巨大的恒星核耗尽所有燃料，诞生大量的超新星后，发生坍塌剩下的那部分。在这过程中，恒星核中被挤出来的质子与原核外电子合并成了新的中子，这些新的中子又与恒星核中被挤出来的中子集结在一起，形成半径约10千米、密度仅次于黑洞的一种星体。

目前科学界对中子星内部了解甚少。科学家们倾向于认为中子星内部存在着奇异物质，并且有证据表明，奇异物质可能就位于离子、电子和气体构成的薄壳下面。由此，一些假设甚至认为，可能原本就不存在中子星，现在我们认识的所谓“中子星”，它们可能实际上都是由奇异物质组成的“奇异星体”。

模拟两个中子星的合并

但是，我们知道，普通中子星外壳下，是几乎全由中子组成的流体。中子，是一种神秘且密度极大的物质。一勺中子的质量，就超过地球上整个喜马拉雅山的质量。这种中子，除了存在于中子星的中心，并不存在于其他地方。

难道正是这些中子，构成了我们所说的奇异物质？它们之间存在怎么样的关系？

由夸克构成的奇异物质

在巨大的压力下，中子会熔化成为夸克。夸克是构成物质的基本单元，是一种不能够直接被观测到、不能够被分离出来的基本粒子。它主要有“上”“下”“顶”“底”“奇”“粲”六种类型。六种夸克中，“上”“下”两种最为稳定，组成常规物质。其余的“顶”“底”“奇”“粲”四种夸克，只能经由高能粒子的碰撞产生，例如宇宙射线及粒子加速器等。

通常情况下，中子是由一个“上”夸克和两个“下”夸克组成的。当一个中子在高压下熔化成夸克时，会存在以下情况：“上”“下”“下”。但是，在中子星的极端环境中，在巨大压力下，粒子（夸克）可能会发生转化。例如，当一个“下”夸克转化成“奇”夸克时，那么，夸克存在的情况将变成：“上”“下”“奇”。

由“上”“下”“奇”三种夸克组成的物质，就是我们所说的“奇异物质”。

哪里可以找到奇异物质

科学界普遍认为，奇异物质在宇宙初期的时候就已经存在。但是，直到大爆炸之后，它才得以出现。科学家们综合分析了宇宙初期的条件和奇异物质的特性，通过热力学原理进行推测，结果一再表明：奇异物质会随着条件的冷却而蒸发（大爆炸发生后它仅存在了一秒）。目前找到奇异物质的唯一可行的地方，将是中子星的中心。

中子星只有上下被限制的夸克，奇异夸克星会有不受约束的上、下和奇夸克。

我们现在知道，奇异物质由“上”“下”“奇”三种夸克组成。如果它（“上”“下”“奇”）是理想的物质形态，那么与之接触的所有中子（“上”“下”“下”）都将想要转化成那样（即将“下”转为“奇”）。这时的奇异物质，稳定性好，由它构成的恒星可以存活时间更长，这使它看上去比常规物质更富有魅力。

中子進入奇异物质并在压力下熔解，释放出夸克，在这过程中能量被大大降低。较低的能量使得状态更稳定，科学家们推测，这可能是整个宇宙中最稳定的能源。当物质原子核中的中子和质子渗入奇异物质并熔化为夸克时，释放的能量将使得该物质转化为奇异物质。当一团奇异物质以足够快的速度进行传播，进入到恒星或行星，就会像细菌一样蔓延、侵吞，且无可阻挡，直至从内到外将它们彻底“改变”。这就是有人称奇异物质为“宇宙最危险的物质”的原因。

困难重重的研究

科学家们一直在努力求证奇异物质的稳定性，从地球上的陨石到宇宙射线，都有他们探寻的身影，遗憾的是，尚未有任何确定的发现。

而一些被观察到的中子星，不是太小，就是太凉，或是太亮且持续时间太长（与超新星相关），都无法找到奇异物质所在。

假如奇异物质在我们地球上存在，那它必须是微观的，半径只能有几百飞米（1飞米=10-15米）;否则会因为太重，无法留在地球的外壳上，而沉入核心。

也许有人会问，奇异物质不是会“吃掉”任何与它接触的物质吗？为什么却可以留在地球外壳上？科学家们的解释是：奇异物质本身可能带有正电荷，而地球上的物质具有正电荷，它们会互相排斥而达到力量均衡。

也许有人会担心，奇异物质一旦落到地球上，可以吞噬我们的世界。但是科学家认为完全没有必要担忧，要实现这个世界末日的场景，必须同时满足以下这些前提条件：首先，奇异物质必须存在;其次，它的性质必须稳定;再者，与地球处于碰撞过程中，必须具有大量动能，或带负电荷。

至少目前看来，我们的地球还可以高枕无忧。