60 如何把喜马拉雅山压缩到一个橘子大小？

　　太阳在结束核聚变以后，会变成一颗白矮星。白矮星的密度极高，约等于原子的密度。原子内部其实很空，大部分质量集中在原子核身上，但原子核的体积只有原子的几千亿分之一。白矮星之所以能固定住大小，是因为电子之间的简并压，阻止了引力让它继续坍缩。但如果一颗恒星质量很大，在核聚变结束并开始坍缩的过程中，它的质量超过了钱德拉塞卡极限，就不会变成白矮星了，它有可能变成一颗中子星或一颗脉冲星，甚至黑洞。

　　中子星，顾名思义，就是由中子构成的星球。万物由原子构成，原子的结构是电子绕着原子核运动。原子核里有质子和中子，质子带正电，中子不带电。如果一颗恒星质量大到超过太阳质量的8倍，它在核反应结束之后开始坍缩，这时由于质量大，引力可以胜过简并压，把原子“压碎”。

　　所谓把原子压碎，是电子被压到原子核里，电子的负电荷和质子的正电荷中和，变成中子。到最后，只剩下中子了，整个星球也就变成了中子星。中子星的密度是每立方厘米20亿吨，一个橘子大小的中子星物质就拥有整座喜马拉雅山的质量。由于密度极大，导致中子星的引力极强，所以中子星的光线会在自身引力场的作用下显著弯曲。同时，极强的引力，也使得中子星拥有极高的表面温度，能达到1000万摄氏度。

　　脉冲星其实是高速自转的中子星。它会发出超强电磁脉冲，旋转让中子星里的电荷产生电流，电流则产生磁场。由于电磁感应，变化的磁场又会产生电磁波。由于脉冲星旋转得飞快，导致它的磁场超强，大约是人类目前能制造出来的磁场强度的1000亿倍。有人可能有疑问，中子明明不带电，为什么中子星旋转会产生电流呢？这是因为中子星内部的中子并非永远是中子形态，中子是不稳定的，会衰变成电子和质子，中子星的引力又不断把质子和电子结合为中子。因此，中子星内部处在“动态平衡”的状态，电荷还是时时存在的。

　　脉冲星发出的电磁辐射能量极高，是X射线甚至γ射线的能量级别。由于脉冲星的旋转，电磁脉冲的模式会体现周期性的变化特征，人类最早发现脉冲星时还以为是外星人在发信号。

　　脉冲星旋转得飞快，自转一圈只要2毫秒，表面转速能达到十分之一光速。为什么脉冲星转得飞快？因为“角动量守恒”，一个旋转的物体，如果不受外力矩的作用，则它的转速和转动惯量大小的乘积是个不变的值。可以参考花样滑冰运动员的技巧，他们有一招能越转越快：开始的时候，运动员把手脚展开，慢速旋转，但当他们把手脚都收起来之后，转速就提升了。因为转速和转动惯量大小的乘积是不变的，把手脚收起来以后，转动惯量变小了，转速就更快了。脉冲星也一样，当它们还是恒星的时候，通常体积都很大，直径可能有几百万千米，但坍缩成脉冲星以后，直径只有10千米左右。这就跟花样滑冰一样，体积变小了，转速也就快了。 了不起的物理