理論的威力在於預見，這句話在天體物理學中尤為適用。科學家們通過理論測算，預見了黑洞、白洞、蟲洞、類星體、脈衝星等神秘的高能天體的可能存在。隨後，天文學家利用超級"天眼"竟然真的觀測到了這些星體。

在探索宇宙奧秘的征途上，總是存在著很多激動人心和難以期待的"意外"出現，這些或許是科學的持久樂趣所在吧。今天為大家介紹的不服輸的"叛逆者"——中子星，也是如此。

中子星的傳奇故事

1967年10月，英國劍橋大學卡文迪許實驗室，24歲的研究生喬斯林·貝爾剛剛過完生日回到實驗室，在例行檢查"貴重"的射電望遠鏡時，她發現了一些有規律的脈衝信號。這些信號很有意思，不僅僅很有規律而且非常穩定，似乎是有人故意為之。

喬斯林反覆研究和測定之後發現，這個信號的週期是1.337秒，類似人類的脈搏一樣持續出現。究竟是什麼人發出的信號呢？這個信號是什麼意思呢？會不會是"外星文明"的訊息？喬斯林十分困惑。於是，她趕快將這一發現彙報給了自己導師安東尼·林伊什教授，並且把自己的想法也一併告知。但是非常遺憾的是，安東尼並沒有預感到什麼而是敷衍了幾句，就將此事忘掉腦後了。

喬斯林堅信這個發現有著特別的意義，於是她日復一日的觀測信號的來源，並猜測這個訊息會不會是"小綠人"（little green man, LGM）發來聯繫信號呢，或者這個信號背後也許就是科幻小說中提到的"超時空接觸"，想想都激動。

就這樣，喬斯林在日常工作之餘廢寢忘食般的持續觀察了半年之久，她又發現了數個類似的信號，也是猶如脈搏一樣，持續和具有一定的週期，但是這些信號的意義卻無法破譯，簡直不可思議。她將這些發現整理了一下，彙報給了安東尼，這次安東尼才意識到一個偉大的發現就要揭開神秘的面紗。

劍橋大學

安東尼在喬斯林的研究基礎上，繼續深入研究和測算，最終發現這是一類尚未被人類發現和報道的新型星體，並命名為"脈衝星"（Pulsar,又稱之為"波霎"）。

安東尼報道了這一發現，頓時轟動世界，他也因此榮獲諾貝爾獎。脈衝星的發現，與類星體、宇宙微波背景輻射和星際有機分子等，被稱之為20世紀60年代天文學界的"四大發現"。

很諷刺的是，諾貝爾獎只授予了安東尼，卻沒有提到喬斯林。而喬斯林在不久也被卡文迪許實驗室解僱，只能客走他鄉尋求生計。業內很多科學家都為此抗議和憤憤不平。

什麼是中子星

在揭開中子星神秘面紗之前，我們先來了解一下什麼是中子星。顧名思義，中子星就是一個由處於中子態的物質組成的天體。物質一般是由原子組成的，原子分為原子核和周圍的電子，原子核中有質子，當電子被原子重力壓入原子核中，電子與質子反應形成中子，這類物質就是所謂的"中子態"，由中子態物質組成的天體稱之為中子星。

中子星是大質量恆星演化的結局之一，當恆星核心的核聚變材料燃燒完畢之後，也就是核聚變到鐵元素的時候，由於沒有了巨大的熱能來對抗恆星的重力，所以這顆恆星就會發生重力導致的極速塌縮，這些恆星物質就會在核心的位置發生碰撞，發生鐵元素之後的核聚變反應，併發出持續的可以照亮整個一個星系的爆炸，一般可以持續幾周或幾個月時間，科學家稱之為"超新星爆發"。

超新星爆發期間會聚變合成大量鐵元素之後的物質，並拋灑到宇宙空間作為星系形成和進化的原材料，剩餘的一定質量可能會形成中子星、白矮星或者黑洞。

中子星的"神秘面紗"

可以說中子星是恆星演化過程中的"叛逆者"，因為它是宇宙間最為神秘的物質之一，為什麼說神秘呢？因為它具有人類難以理解的"高密度"。比如一個糖塊大小的中子星物質在地球上質量約為1億噸，換個解釋的方法，就是將所有地球人類累加起來的質量就與之相等。

中子星一般很小，直徑一般不超20公里，密度極大，是目前人類認知範圍內密度最大的物質（黑洞不屬於一般的物質，所以不在本文討論範圍內）。最近有報道，美國國家科學基金會研究人員使用先進的綠岸望遠鏡發現了一顆直徑為30公里的中子星，這是目前人類發現和報道的最大的中子星，它約等於將2.17個太陽塞進了一個直徑為30公里的球體內，所以密度和引力高的驚人。

脈衝星一般屬於中子星，但是不是所有的中子星都是有脈衝信號。那是因為有的中子星的信號並不會經過地球，所以我們觀測不到脈衝信息。中子星和黑洞是宇宙中為神秘的天體，因為它們具有較大的引力，中子星逃逸速度為光速的一半，所以光經過中子星的時候，由於它較大的引力周圍的時空發生了彎曲，所以形成漂亮的光環。

中子星對人類有什麼價值呢？

計量工具

中子星的脈衝信號具有準確性和週期性，就像茫茫大海上的"燈塔"一樣，可以幫助科學家進行計算時間和測算周圍天體和質量。

宇宙中貴重金屬的來源

科學家們認為地球上的黃金、鉑金和其他重金屬元素，來自於太陽系誕生前幾億年中子星碰撞的大爆炸。長期以來科學家普遍認為，普通的元素，如氧、碳等，是瀕死的恆星發生爆炸變成新星時生成的，但是讓科學家們感到困惑的是，這些恆星爆炸不能產生在地球上這樣大量存在的重金屬元素。於是，猜想中子星碰撞和爆炸是宇宙中重金屬的來源，計算機模擬測算證實了這些猜想。

宇宙起源的證據

科學家使用超級計算機進行模擬計算後發現，中子星爆炸可以噴射出大量的重金屬元素和灰塵，這些元素的數量與宇宙中含量非常接近，這些成果也間接的告訴了我們"宇宙是來自哪裡"。

結語

宇宙中神秘的叛逆者中子星，似乎與它的發現者喬斯林一樣具有"叛逆精神"，中子星的神秘不僅僅在於它具有令人驚駭的特性，還有對"既定命運"的不服和反抗，這種令人敬佩的精神似乎激勵著喬斯林在科學研究的道路上，不棄不餒，最終取得了萬人矚目的成就。

有人說，人到中年焦慮已經是常態，應該怎樣活著才能不枉此生呢？我們也是應該像中子星一樣，儘管命運不公，也是不服輸，為了理想堅持，奮鬥，自強不息。

參考文獻

1. H. T. Cromartie, E. Fonseca, W. W. Zhu. Relativistic Shapiro delay measurements of an extremely massive millisecond pulsar. Nature Astronomy, 2019; DOI: 10.1038/s41550-019-0880

2. WikiPedia.