中子星密度极大，一立方厘米上亿吨，这是什么概念？

在一些极端条件下，物质的性质会发生翻天覆地的变化，比如密度。

一大坨棉花经过挤压，能够装在一个很小的盒子中；空气经过压缩后，体积也会变得很小。当压力足够大，物质被挤压的非常厉害，密度也会变得超级的高，远超你的想象。

在宇宙中有一类密度极大的星体——中子星，它是恒星死亡后的残骸。而高速旋转的中子星又被称作脉冲星。中子星的质量一般介于1.5～3倍太阳质量之间，半径则在10～20千米之间，表面温度大约为1000万℃。

中子星上一立方厘米的物质，质量高达1亿吨以上，甚至10亿吨。中子星是目前已知密度仅次于黑洞的天体。在宇宙中，密度比中子星更次一点的天体叫做白矮星。在常温常压下，水的密度为1克每立方厘米，而中子星的密度是水的密度的100万亿倍。

地球的平均半径为6371公里，如果将地球压成中子星，那么地球的半径将变为22米。像太阳这么大的天体，压缩到这种密度，半径也只有10公里左右。

一立方厘米有多大？就是长宽高各一厘米的方块糖般大小。1亿吨，很多人对这个大小没什么概念。以世界上现役最大的航空母舰——美国尼米兹号航空母舰，它的满载重量是10万吨，1亿吨大约相当于1000艘尼米兹号航母的满载重量。

由于密度极大，大量的质量聚集在非常有限的空间内，中子星表面的引力场极其强大。表面的逃逸速度高达10万～15万千米每秒，如果从中子星表面发射火箭，速度必须要大于光速的1/3～1/2。然而，任何物体掉到中子星表面都会被撕碎。如此强大的引力，使得从中子星附近经过的光都要沿抛物线轨迹运动。

要形成如此强大的密度，必须要有非常强大的压力。中子星是恒星死亡后的产物，恒星在死亡时会发生极其猛烈的大爆炸，余下物质的质量大于1.5倍太阳质量（这个临界质量被称作钱德拉塞卡极限）、小于3倍太阳质量（奥本海默极限）时，会坍缩成中子星。一般质量在太阳质量8~20倍的恒星，最终都会演变成中子星。

中子星的密度实际上就是原子核的密度，你甚至可以把中子星看成一个巨大的原子核。

一般而言，原子就是物质的基本组成单元，地球上的万物就是由不同种类的原子（或者说元素）构成的。原子又由原子核和核外电子构成，原子核则由质子和中子构成。中子和质子都是由夸克构成的，它们可以互相转化。

原子核带正电，电子带负电，电子之所以没有掉进原子核，就是由于存在电子简并压，这是由泡利不相容原理产生的。

只要压力够，任何物质都可以被压缩。当压力足够大，超过电子简并压时，核外电子就会被挤进原子核内，与核内的质子结合形成中子，从而形成一种全新的物态——中子态。如果继续施压，中子简并压也抵抗不了，就会形成黑洞。

中子星上的物质大部分都是由中子构成的。在这种极端条件下，已经没有化学元素的概念了，因为原子已经不存在了。而在白矮星上，物质还是以原子状态存在的，只是原子间的距离已经被压缩得不能再小了。

将1亿吨的物质塞到一立方厘米的空间内，很多人觉得不可思议，那是因为你不了解原子内部究竟有多空旷。原子内部99%的空间都是“空”的，然而小小的原子核竟占原子质量的99%。如果原子有足球场般大，原子核就只相当于足球场上的一只蚂蚁，电子就更小了，并且以概率云形式分布在原子核周围。