266 宇宙中最重的物质

　　宇宙中最重的物质是什么呢?

　　要想回答这个问题，得先从物质结构说起。我们知道物质是由原子组成的，原子又是由质子、中子和电子这三种基本粒子组成的。质子和中子组成原子核，电子在原子核的周围旋转。也就是说，在原子的内部存在着巨大的空隙。不论是地球上的哪种物质，它们的原子内部都有这样的空隙，所以它们根本不可能是宇宙间最重的物质。原子有一个有趣的特性，如果让里面的质子和电子撞在一起，就会形成中子。于是科学家们就提出了一个有趣的设想：如果想办法让原子里所有的质子和电子都结合在一起，形成全部由电子组成的物质，那么原子里的空隙不就会填满，物质的密度不就会大得多了吗?

　　怎样才能做到这一点呢?关键是要有足够的压力，硬是把本来围绕原子旋转的电子压回到原子核里去。因此，在50多年以前，有些思想活跃的物理学家就提出：宇宙中间可能存在着完全由中子组成的中子星。

　　中子星的设想一提出，就引起了各国天文学家的注意，大家纷纷去寻找，可是找来找去，杳无踪影。不过，有一句老话说得好：“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫。”

　　1967年，英国天文学家休伊什对中子星的发现也是这样。休伊什利用一台自制的天文射电望远镜，对着太阳附近的空间，接收来自星球的讯号，讯号记录在纸带上。每天记录的纸带有30米长，然后由一位女研究生对资料进行分析处理。

　　女研究生叫乔丝琳·贝尔，那一年她刚24岁。她工作起来总是一丝不苟。一天，她发现了一个非常奇怪的信号，每隔1.337秒跳动一次;换句话说射电望远镜每隔1.337秒收到一次脉冲讯号!

　　贝尔把这奇特的情况告诉了休伊什，他们一起对总长约500米的纸带进行了检查。讯号是从太阳发出来的吗?显然不是。是仪器出了毛病吗?更不是。他们认为，这种信号一定是从一种人们尚未发现的天体上发射出来的。由于它总是像人的脉搏一样作周期性的变化，他们就把这种新天体命名为“脉冲星”。

　　脉冲星的发现引起了国际天文学界的轰动，世界上几乎所有的大型射电望远镜都一齐指向了这个奇怪的天体。仅在1968年一年中，人们就发现了23颗脉冲星。人们把这项发现作为20世纪60年代天文学的四大发现之一，休伊什在1974年获得诺贝尔物理学奖金。

　　人们为什么这样重视脉冲星呢?原来它就是天文学家们寻找了几十年的中子星!脉冲星是目前人类所知道的宇宙间密度最大的物质。在脉冲星里，原子内部的电子和质子结合在一起，成为中子;所有中子都一个个地紧紧排在一起。由于物质内部没有空间，它的密度大得惊人，每立方厘米重1亿吨!倘若将来有一天，人类从太空中采回一些脉冲星的物质，哪怕只有一粒花生米大小，也要派200多艘50万吨级的轮船去迎接，每艘船上只要装载芝麻大小的一块就可以“满载而归”了。

　　脉冲星的体积很小，平均半径只有10公里，这显然是太小了，甚至没有太阳系中的一些小行星大。脉冲星，是由于它能发出像人的脉搏一样作周期变化的脉冲信号而得名的，比方说，1968年发现的第一颗脉冲星，它发出的脉冲信号周期是1.33730119227秒，精确度达到了10-11秒，有的脉冲星比它还要准确，达到10-14秒，几万年才产生1秒误差!

　　这样稳定而短暂的信号是由于脉冲星高速旋转造成的。虽然宇宙间的所有天体都在旋转，但使人惊异的是脉冲星自转一周只要1秒多钟。在人类目前已经发现的各类天体中，除了脉冲星以外，没有一个能够受得住这样高的自转速度。脉冲星的发现，对物理学的发展产生了巨大的影响。随着对它的研究，还诞生了一门新的跨学科理论——密物质物理学呢!