我們理解的宇宙從最左側(cè)的大爆炸開始，歷經(jīng)138億年才形成如今的模樣，猜猜中子星集中在哪個階段呢？圖源：ESO
導讀
你我作為唯一種類的智慧生命，在廣袤的宇宙中具有一項極其重要的特殊本領(lǐng)——我們能夠理解宇宙?！拔覀兡軌蚶斫庥钪妗边@件事本身，也被愛因斯坦稱為“最不能理解的事情”。近幾百年來，我們不僅征服了圓滾滾的地球，認識了扁平平的太陽系，更是破天荒地把目光延伸到了超級遠的遠方。我們現(xiàn)在知道，整個宇宙由數(shù)萬億個星系組成；而在每個星系中，又常常有數(shù)千億顆恒星。天文學家常常把恒星作為宇宙的基本組元來加以研究。
恒星，從分子云的塌縮，到超新星的爆發(fā)，也跟人類一樣有著逸趣橫生的“一輩子”。其中有一大類恒星，就跟佛教中的高僧一般，會在涅槃之后留下一顆璀璨的“舍利子”——中子星（舍利子，相傳為釋迦牟尼佛遺體火化后結(jié)成的珠狀物）。那么，我們今天就來認識一下“宇宙舍利子”中子星吧！
01
微觀世界：何處惹塵埃？
中子星這個“舍利子”，是顆令科研人員著迷的明珠。個中原因，有很大一部分來源于中子星與微觀世界基本規(guī)律的緊密聯(lián)結(jié)。我們先從微觀世界說起：
對物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本圖像的認識，是物理學領(lǐng)域最令人驕傲的知識瑰寶。理查德·費曼（Richard Feynman，1918-1988）曾經(jīng)說過：“假如在一次浩劫中所有的科學知識都被摧毀，只剩下一句話留給后代，什么語句可用最少的詞包含最多的信息？我相信，這是原子假說，即：萬物由原子（微小粒子）組成，它們永恒地運動著，并在一定距離以外互相吸引，而被擠壓在一起時則相互排斥?！?span>（《費曼物理學講義（第1卷）》）誠然，上個世紀物理學成為諸多學科的領(lǐng)頭羊，與其對微觀物質(zhì)世界的深入探索是分不開的。
物理學家認識到，我們這個世界的組元，比化學家伊萬諾維奇·門捷列夫（Менделе?ев，1834-1907）的元素周期表還要來得簡單許多！物質(zhì)世界以及其中的相互作用，可以用粒子物理的標準模型來表述，其中僅含有6類夸克、6類輕子、4類規(guī)范粒子（即傳播相互作用的粒子）、1個希格斯粒子。就憑這些簡單的“磚塊”，一層層地構(gòu)建出了我們紛繁復雜的世界，可比藝術(shù)家的調(diào)色板神奇多了。比如：u、u、d三個夸克，組成了質(zhì)子；u、d、d三個夸克，組成了中子；質(zhì)子、中子、電子（輕子的一種）又組成了豐富多彩的原子世界、分子世界；她們又持之以恒地搭建起了高山、流水、沙漠、綠洲、螃蟹、土撥鼠與人，乃至恒星、星系等。多么迷人又令人驚嘆的，繁簡交錯的大自然智慧??！
物理學家的“元素周期表”：粒子物理的標準模型，圖源：symmetrymagazine
02
微觀與宏觀的邊界：中子“成星”
湯姆孫（左）、盧瑟福（中）與查德威克（右），圖源：NobelPrize.org
原子與原子核結(jié)構(gòu)，圖源：Britannica.com
03
燈塔：一閃一閃亮晶晶
1967年，貝爾（右）在穆拉德射電天文臺繪制的脈沖星信號圖，圖源：Cavendish Laboratory
04
是誰撥動了時空的琴弦？
脈沖雙星的射電輻射與引力波時空渲染圖，圖源：M. Kramer
05
中子星？亦或夸克星？
06
再會引力波：三千人的狂歡派對
07
大國利器與國際合作
中國天眼（上，圖源：Liu Xu）和平方公里陣（下，圖源：Lynette Cook）
作者簡介：
邵立晶，北京大學科維理天文與天體物理研究所的研究員，博士生導師，博雅青年學者。2015年在北京大學獲得理論物理博士學位，其后在阿爾伯特·愛因斯坦研究所和馬克斯·普朗克射電天文研究所從事博士后研究，2018年9月入職北京大學科維理所。研究方向為脈沖星、引力波、超出標準模型的新物理等。
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