在简并反应中。
原子核和电子会被分开,原子核紧挨着叠一块儿,这时候的恒星不叫恒星,叫白矮星。
白矮星靠的是电子简并压对抗引力阻止星体收缩,中子星则是靠中子简并压与坍缩压力进行对抗。
一旦内部简并中子气所产生的张力不能抗衡坍缩压力,星体将进一步坍缩成为黑洞。
接着徐云顿了顿,继续说道:
“杨先生,根据我们的元强子模型成果,中子不带电仅仅表示中子作为一个整体是电中性,并不表示中子的任何一部分都不带电。”
“正如铁原子也是电中性的,作为一个整体,铁原子也不带电,但是这并不排除铁原子的一部分带正电另一部分带负电。”
“加之中子存在磁矩,因此中子星理论上同样存在磁场。”
“高速转动的中子星就像是一个高速发电机的转子在切割磁力线,所以在旋转中的中子星……必然会发出电磁脉冲信号。”
“至于这些信号的周期和磁场强弱……杨先生,您可以现在就结合我们的元强子算一算,应该很简单的。”
杨振宁闻言,不由微微蹙起了眉头。
徐云的解释倒是还算不难理解,但现在要他计算磁场强弱和信号周期……这他就有些不明白了。
这两个数据有意义吗?
不过正如徐云所说,这两个参数计算起来不算复杂,因此杨振宁犹豫片刻,还是提笔计算了起来。
众所周知。
只要你相信广义相对论在星体方面没有问题,那么星体的结构便可以由tov方程给出:
m(r)=∫0r4πr′2p(r′)dr。
一旦你给了另一个初始条件p(0)以及物态方程p(p),就可以通过求解上面的微分方程给出整个星体内部的密度压强等等。
从星体中心向外,在某一个r处,p(r)降到了0,你就可以把这个r解释成中心密度p(0)的星体半径。
虽然这个方程对于极端致密天体的物态并不是非常的清楚,某种意义上来说甚至属于待解决的重大物理问题之一,计算出大致区间还是不难的。
好比后世有一种根据脚长反推身高的公式,这公式准吧还真未必准,但是计算出来的身高区间多少都还符合【人类】的定义——至少不会给你算出个身高三米的巨人……
加之徐云他们还在元强子模型中加入了原子核结合能半经验公式,因此杨振宁很快将大致数据推导了出来。
不过在即将写下最终得数的时候,杨振宁的笔尖忽然一顿,整个人轻咦了一声:
“唔?”
只见他再次将算纸拉到了最开始的地方,然后重新的核算了起来。
十分钟后。
杨振宁的眉头拧得愈发紧凑了,只见他重新拿起话筒,问道:
“小徐,根据转动惯量推导……在角动量守恒的基础上,高速旋转的脉冲星周期只有6秒左右?”
徐云嗯了一声:
“没错。”
吧嗒——
话筒对面清晰的传来了一道东西落地的声音,不出意外的话应该是杨振宁手中的圆珠笔。
与此同时。
话筒对面的杨振宁亦是陷入了长久的沉默。
见此情形。
徐云很是理解的叹了口气。
当年的奥本海默虽然和沃尔科夫搞出了tov极限,但他们估计的中子星质量上限只有太阳的0.7倍左右。
而实际上根据后世的观测结果显示,他们所用的状态方程对中子星而言并不理想,出入偏差是很大的。
因为……
中子星的结构远远没有那么简单,甚至比徐云向杨振宁介绍的都要复杂很多倍。
就像地球外有一层大气一样,中子星最外层也有一层很薄的“大气“。
它主要是由一些轻核,比如氢核,氦核,碳核组成。
然后往内走就是中子星的外壳层,它们密度横跨七个数量级,主要由处于化学平衡的质子,中子和电子(注意到电子开始出现,并将提供巨大的费米压强,这将决定了随着密度增大中子星成分的变化)组成。
更确切的说。
外壳层的顶端还是由原子核和电子组成,不过随着深度的增加,密度不断增大,电子费米能也不断增大,从而更大电荷数的核也不断增加。
从最表面的铁56核,一直到元素周期表的尽头——铁核是核素图上单位核子束缚能最大的核,但是随着密度增大,它不足以提供足够的库伦能约束电子
最终,由核对称能来和电子的费米能竞争。
再往里面走是中子星的内壳层,原子核中过大的中子占比将造成核的不稳定。
它们会相互配对,形成超流相的中子气来试图降低能量。
接下来是中子星的外核了,这是中子星绝大部分的质量来源和半径所覆盖的区域,核物理中的对称能在此决定了其中可能的组分。