景诗之颖

“中子星上主要是不带电的中子，为什么其磁场那么强？”相较于普通天体来说，中子星的磁场强度是非常高的，这主要和中子星自身含有巨大的质量和能量有关，但是对于中子星磁场的产生原因，目前尚无定论。

中子星

中子星是继黑洞和夸克星（理论上存在的一种致密星体）之后密度第三大天体，形成中子星的恒星质量通常在8-30倍太阳质量之间，当这些中等质量的恒星处于演化末期时，其内部的核聚变反应将以铁元素来进行，但是铁元素聚变反应释放出的能量小于其聚变所吸收的能量，因此恒星内部的辐射压将不足以抵达自身重力引起的坍缩效应，整个恒星的物质将快速的向核心处跌落，落向核心处的物质由于“反弹效应”又会快速的向外冲出，从而形成猛烈的超新星爆炸。

当整个恒星坍缩形成的压力作用到恒星内核处时，内核物质会处于极端高压状态，粒子在高压作用下被“压碎”成中子、质子和电子，而电子和质子又被“压在一起”形成中子，此时整个核心向内的引力和向外的中子简并压处于平衡状态，中子星也就诞生了。科学家估计中子星的质量在1.35倍太阳质量到2.1倍太阳质量之间，如此高的质量被压缩在一个半径为十到二十公里范围的球形区域内，因此中子星的密度也非常大，据估计每立方厘米中子星物质质量高达二十亿吨。除此之外中子星还继承了一部分恒星的角动量，由于中子星半径更小所以其转速也是非常快，据估计中子星表面最大的线速度可达光速的百分之七十。

现有理论模型认为，虽然这种致密星体被称为中子星，但是整个星体的构成物质并非全部都是中子，整个中子星外到内由于压力的增加，物质会呈现不同的状态与结构。通常认为中子星的最外层可能会有一个十米多厚的“大气层”，在中子星极端的温度与引力作用下，这部分以氦粒子为主的“大气层”将处于等离子态，并不时的通过核聚变反应释放出大量的能量。中子星的外壳处于薄而坚固的状态，通常认为其主要成分是铁，在极端的重力作用下，整个中子星表面的起伏落差不超过两厘米。随着深入核心，物质的密度也在逐渐增加，中子也会越来越密集，从而形成一种由中子、质子、电子混合成的超流体物质。而中子星的核心是什么状态，科学家并没有明确的结论，可能是“夸克汤”或者固体中子晶格等。

中子星的磁场

天文学家于1967年发现了首颗中子星，虽然距今已有五十多年，但是对于中子星结构、性质依然充满疑惑，当然这也包括中子星的磁场。中子星的磁场强度比地球磁场要高出上万亿倍，虽然关于中子星磁场的成因并不清楚，但是科学家在现有理论基础上也提出了一些可能的原因，比如和其相关的中子磁矩和“电磁转化（天体发电机理论）”等。

在谈论磁场的成因时，往往离不开电场的因素。电磁理论告诉我们，电与磁就像是物质的一体两面，交变的电场可以产生磁场，而交变的磁场也可以产生电场，同样在微观世界也会产生这种作用。电流可以认为是电荷的移动，因此带有电荷的微观粒子本身也是可以产生磁场的，以电子为例，电子携带负电荷且围绕原子核运动，因此其具有相应的轨道磁矩，同时它的自旋运动也会产生自旋磁矩，当然按照理论力学来说，这两种磁矩也都是量子化的。

对于中子星磁场的成因，也有理论参考恒星的磁场形成机制进行过分析。通常认为恒星的磁场源自其内部的等离子体运动，这些等离子体由于对流作用以及恒星的自转作用会产生自感电流和自发磁场，我们地球的磁场也有相似的成因，而同样的作用也可能发生在中子星上。首先从结构上来说，中子星也是含有等离子物质的，而且其自转周期往往在数毫秒内，因此在这些条件的作用下中子星也是有可能激发出极高的感应磁场。

综合以上两点，对于本题来说，不论中子星的磁场是何种原因形成，之所以其磁场强度如此之大，肯定和中子星自身的质量、密度、引力、自转周期等因素有关，也就是说中子星的高强度磁场，是由中子星自身的条件所决定的。

总结

综上所述，虽然中子星由大量中子组成，但是中子本身也是有磁矩的，不过对于中子星磁场的形成原因，科学家并没有清晰的答案。中子星作为一种致密性，其自身的结构、质量、密度、引力、自转周期等都超乎寻常天体，这也是其磁场强度如此之大的原因。

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漫步的小豆子

中子星的中子虽总体不带电，但是和电子一样有1/2自旋。按夸克理论也是由3个带电荷的夸克组成，这些粒子转动就产生磁场 。还有就是中子星自转速度极快，在量子力学中，自旋是粒子所具有的内在性质，其运算规则类似于经典力学的角动量，并因此产生一个磁场。（透过炽热内核物质的对流所产生的，情形就如一台发动机。如果在对流现象发生期间同时拥有高自转速度（周期约10毫秒左右），其产生的电流足以传遍整颗天体，便足够把其自转动能转为其磁场。相反，如果天体的自转速度较慢，其内核物质的对流所产生的电流不足以传遍整颗天体，只在局部区域流动。）

备注：中子星另一个重要特征是存在强度极高的磁场，超过10的12次方高斯，它使表层的铁聚合成长长的铁原子链：每个原子都被压缩并沿磁场被拉长，而且首尾相接，形成从表面向外伸出的“须状物”。在表面以下，由于压力太高，单个原子不能存在。它使中子星沿着磁极方向发射束状无线电波（射电波）。中子星自转非常快，能达到每秒几百转。中子星的磁极与两极通常不吻合，所以如果中子星的磁极恰好朝向地球，那么随着自转，中子星发出的射电波束就会象一座旋转的灯塔那样一次次扫过地球，形成射电脉冲。人们又称这样的天体为“脉冲星”。（以脉冲为固定灯塔，对未来宇宙航行确定位置具有重大意义，我国天眼就是找这些玩意儿[抠鼻]）

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这涉及若干动力学原理，以下抽丝剥茧，逐一道来，似乎也是顺理成章。本文只是提供粒子动力学的全新视角，仅供参考，若有附议，不胜欣慰。

1 万有的：运动↔极性↔荷性↔引力

万物皆动，万象皆变。静止与恒常，都是相对的，即相对于参照系而言。

这是辩证唯物主义的基本原理，既适合自然科学，也适合人文科学与思维科学。

1.1 为什么物质总在运动？

其1，是因为物质要保持独立存在，就得占据空间并有活动空间，挤在一起就失去了自我。

其2，物质在自己的空间活动，总要受到其它物质的影响，因此，物质在空间的运动是不均衡的，轨迹的偏转与漂移是必然的。

其3，偏转迫使物质至少做不规则的翻滚，粒子越小，翻滚越快，越像自转，南北极负压差越大，极性就越大。

其4，电子是自转最快的最小粒子。电子以光速自旋的向心力叫

这是第一推动力（First Cause），是被苦苦追求的大统一力（Grand United Force）。

1.2 为什么万物皆有极性？

其1，电子与电荷，二者异名同指。电子力F₀=m₀c²/r₀与电荷e=1.6×10⁻¹⁹C是等当的。

可证明：电子是构造万象的基元粒子。实体质量=n个电子质量，即：m=nm₀。例如，质子=1836m₀，中子=1840m₀

其2，电荷的本质，是电子南北极性，电子的电子力与电荷与磁荷与自旋磁矩，是电子固有的可等效代换的动力学测度。

其3，万物皆有的极性、荷性、引力、磁性、磁矩，只是所有电子因同斥异吸叠加的弱化效应。粒子的中性是不存在的，只是弱化效应导致的弱荷性或弱引力，而已。

其4，所有物质的电荷性、磁荷性、南北极性，一律简化为“荷性”。万物皆有荷。例如，分子荷、原子荷、质子荷、中子荷、电子荷、光子荷、地球荷（地磁场）。

中性粒子是不存在的，原子、中子、中微子、光子，都不是中性的，只是它们的荷密度远小于电子荷密度，而已。

例如，根据电子湮灭反应方程，光子最小半径λ/2π=0.77pm是电子半径2.82fm的273倍，荷密度缩小273³=2000万倍。

例如，万有引力是电子力矩阵叠加的弱化效应：F=Gm₁m₂/R²=ξ(m₁c²/R)(m₂c²/R)，其中，弱化系数ξ=G/c⁴=8.2×10⁻⁴⁵。

2 为什么要命名为中子星？

中子星的命名主要依据原子结构原则、电荷守恒定律、万有引力定律。

2.1 电荷守恒定律

电荷守恒，是指封闭体系内部不管发生什么变化，其原有的电荷总量保持不变。

原子作为一个封闭体系，电荷总量保持不变。原子的电荷平衡关系是：

①原子(a⁰)→电子(e⁻)+质子(p⁺)+中子(n⁰)

原子荷=0，是因为电子荷抵消了质子荷。

②中子(n⁰)→质子(p⁺)+电子(e⁻)+中微子(ν⁰)

中子荷=0，是因为质子荷抵消了电子荷。

2.2 万有引力定律

F=GMm/R²可理解为，类地岩石天体内空间的收敛力(F)与自身质量(M)成正比，与场半径平方(R²)成反比。

附注：由于地球是岩石型天体，地球是整体自转，而

大质量天体至少会不断吸积附近的宇宙尘埃、流星雨、小行星。随着吸积量的不断累积，天体质量会变得越来越大。

直到原子内空间核外电子的抗简并压无法支撑，电子塌陷到原子核，与质子结合为中子。此时，原有的分子态与原子态不复存在，天体内部只有中子态。

中子态，本质上是原子态的电磁力(F₁)演化化为中子态的电磁力(F₂)：

F₁=ke²/r₁²→F₂=1.5ke²/r₂²

F₂/F₁=1.5(r₁/r₂)²（r₁=0.131nm）

=1.5×(0.13/0.094)²

=1.5×13.8²=286

同时，万有引力扩大了286倍，质量吸积了286倍，则原子态变中子态。

假设地球是原子星，原子核的间距R=0.13纳米，当地球吸积到286倍地球质量，就成了中子星

M₀=286×6×10²⁴=1.72×10²⁷kg

有人说，中子星的最小质量与太阳相仿。这不靠谱，这与万有引力定律不协调。

3 中子星本该叫电子星，为什么？

粒子物理学有一个很大的困惑：核子质量严重亏损，简称“质亏灾难”❗❗❗，而标准粒子模型，似乎“牛头不对马嘴”。

3.1 质子理论模型

质子(p)→夸克环(uud)+缪子(μ)+胶子(g)

为简化与对照，笔者用两种质量单位：

① 兆电子伏特：M[eV/c²]，简称M

② 电子质量：m₀[=0.511M]，简称m₀

质子的质量方程，写成两个等效方程：

p(938M)→uud(9.6M)+μ(106M)+g(0)

p(1836m₀)→uud(18m₀)+μ(207m₀)+g(0)

质量亏损1-225/1836=88%❗❗❗

而牛轰轰的希格斯机制也不能自圆其说。难怪杨振宁先生劝大家不要涉足高能物理。显然，夸克环模型、胶子与缪子的粒子模型至少不能自圆其说。

笔者根据核反应方程与电磁力方程（库仑定律），提出全新的质子构造模型：

质子(p)=核内电子(e⁺)+场介质(m')...(1)

根据原子核β衰变以光速释放β电子的基本事实，假设：质子是由1个高能电子(e⁺)以光速震荡的漩涡球，即质子的本质是电子。

电子光速旋进急剧扰动了质子内空间，产生电子音爆，吸纳外空间的场介质，激发光子波长最短，场密度也到最大，质子内空间就有了场质量：m'=1835m₀，这是电子造质机制（无中生有）。

p(1836m₀)→e⁺(m₀)+m'(1835m₀)...(2)

其2：场质量的解析式

场质量=场密度×场体积：m'=ρ'V'..(3)

场密度：ρ'=m₀/(4π/3)r'³...(4)

光子半径：r'=λ/2π...(5)

光子体积：V'=(4π/3)(λ/2π)³...(6)

质子体积：V=(4π/3)r³..(7)

其3：音爆制造的场质量

根据(3)~(7)，不难导出

场质量方程：m'=m₀r³/r'³...(8)

其4：推导电子轨道半径

根据方程(1)有：m₀r³/r'³=1835m₀...(9)

导出轨道半径：r=r'·³√1835=9.4pm

其中光子半径：r'=λ/2π=0.77pm

3.2 中子的理论模型

中子(n)→正负电子(e⁻)+场介质(m')...(10)

n(1840m₀)=e⁺⁻(2m₀)+m'(1838m₀)...(11)

由于正负电子之间的同斥异吸弱化效应，有所谓的电弱力，即核内电荷之间的电磁力：

F=1.5ke²/R²=ξ(m₀c²/R)²...(12)

弱化系数：ξ=1.5ke²/(m₀c²)²=5.1×10⁻²

可见，电弱力大约是强力的5%。电磁力大约是强力的3%。

在中子模型中，由于弱力作用，正电子轨道半径大大缩短，在核心地位以光速震荡，负电子以光速环绕运动。

正电子音爆质量：m'⁺=m₀r³/r'³=3m₀

正电子轨道半径：r⁺=r'·³√3=1.1pm

负电子音爆质量：m'⁻=m₀r³/r'³=1835m₀

负电子轨道半径：r⁻=r'·³√1835=9.4pm

4 中子星的最小半径

4.1 中子星的最小质量

按第2章设中子星的最小质量

M₀=1.72×10²⁷kg。

4.2 中子星的最大密度

中子态密度≈中子星密度

中子密度=中子质量÷中子体积，即

ρ=1840m₀/4.2r³（r=9.4×10⁻¹²m）

=1840×9.11×10⁻³¹÷(4.2×9.4³×10⁻³⁶)

=4.8×10⁵kg/m³≈500吨/米³

密度是钢铁7.8吨/米³的64倍，是太阳密度1.4吨/米³的360倍。有人觉得这个数字偏低了，我不以为然。

在中子星的中心区域，中子态相当于超高温等离子体的熔融态，电子皆以光速震荡，有超强抗简并压能力，必须有足够震荡空间。

在中子星的边缘区域则不然，否则就会出现超新星大爆炸的临界状态。

有人甚至说，黑洞（作为超高密中子星）的密度无穷大，势必导致电子一个个紧挨在一起而不再运动，这显然是荒谬的。

4.3 中子星的最小半径

①中子星的最小体积：

V=M/ρ=1.72×10²⁷÷(4.8×10⁵)

=3.6×10²¹ [m³]

②中子星的最小半径：

R=³√(V/4.2)=³√(3.6×10²¹÷4.2)

=9.5×10⁶[m]

=9500km。（地球半径6400km）

5 中子星的线速度

5.1 估算中子星的线速度

据说，脉冲星最短周期0.0014秒，最长周期11.76秒，最快与最慢的线速度：

v(max)=2πR/T

=2π×9.5×10⁶/0.0014

=4.3×10¹⁰米/秒=143c😱

v(min)=2πR/T

=2π×9.5×10⁶/11.76

=5.13×10⁶米/秒=0.017c

5.2 估算中子星的光速半径

显然，中子星的线速度超光速，是绝不可能的。只能理解为：

由于中子星是一团超高温电子气，中子星自转不可能像地球一样整体一起转动。

可能是中心区域以光速自转，边缘区域因粘滞作用做低速跟转。

这好比容器中的切碎机刀片高速旋转，边缘物料并不同速旋转。

假设T=0.0014秒是最短周期：

令，v=2πR/0.0014=c

有：R=0.0014c/2π=6.7×10⁴米

即，脉冲星从中心半径67千米处之后，粘滞速度越来越低。

6 中子星的设想模型

从脉冲星的灯塔效应，可知中子星的核心区域67千米处，整体性以光速旋转。进而联想，中子星是一个光速自转的巨大漩涡体。

中子星中心区的南北极，应该有与电子南北极一样的引力结构。

①中子星核心层的向心力

F=MC²/R

=2×10³²×3×10⁸÷(6.7×10⁴)

=9×10³⁵[N]

②地球表层的向心力

F=mg=6×10²⁴×10=6×10²⁵[N]

③太阳表层的向心力

F=mg=2×10³⁰×2.7×10⁸=5.4×10³⁸ [N]

其中，g=Gm/R²

=6.67×10⁻¹¹×2×10³⁰÷(7×10⁵)²

=2.7×10⁸[m/s²]

7 估算最大中子星的质量

最大中子星理论上是存在的。因为，

当中子星质量到最大，核心层电子之间碰撞概率极大，引发正负电子湮灭反应，同时，壳层的核聚变产物，从重元素到轻元素依次产物，会因湮灭急剧膨胀而发生大爆炸。

假设电子之间最小间距

d=0.1~0.01r₀=0.0282~0.282fm

其中，r₀=2.82fm是电子的经典半径。

最小与最大的电磁力倍比：

η=1.5(9.4pm/d)²=1.7×10¹²~10¹⁴

则，最大中子星质量范围在：

M*=ηM₀

=1.7×10¹²~10¹⁴×1.72×10²⁷

=3×10³⁹~10⁴¹千克

=15亿~1500亿个太阳质量。

据有关资料称，本超星系团的M87黑洞质量为65亿个太阳质量。估计超新星质量在100亿左右个太阳质量。

结语

1. 核内电子的动力学，是笔者开发的一块处女地，旨在走出标准粒子模型的困境。

2. 运动是物质的存在形式，万有的极性、荷性、引力场，是描述绝对运动的三个侧面。

3. 地球原子星只能大概推演到中子星，数据不免有些出入，但不妨碍“原子态→中子态”的动力学逻辑框架之尝试。

4. 最大中子星（超新星）的核心层有光速自转，边界层有依次从重元素到轻元素，可作为地球矿物质元素来源的一个解释方案。

物理新视野

认知有误。电子不可能进入核电内，更不可能正负合一。正确认知，负电子无限接近正电核，测不出电势称不显电势的核子，科学家称为中子。这个说，大家可以理解，中子星的强磁场的形成原因了吧。即运动中的中子速率不同也会有变化的强电势的。U=BIv。这个公式。U是电势差，B是磁场强度，|是可变电流，v是速率。这个科技值，希望大家了解。生活中也常有，比如，静电。祝大家幸福，科普大门为你点赞而开启。

春风十里草草过

中子星物质结构都是中子紧密排列构成，密度高，可以说是宇宙中自然宇宙界的密度最高的组成了。中子与质子一样都有自旋磁矩。而且磁场强度巨大，如此巨大密度中子彼此紧密构成，当然形成非常非常巨大的宏观磁场。而且在暗能量中微子流的催动下，近乎光速的旋转，不断辐射出集中的磁场辐射，它会把周围的暗能量以及电磁波能量加强形成一致的电磁能量，扫射宇宙的一切。因为中子星有规律的高速旋转，辐射高强度电磁波能量，很容易被发现。有些可以作为宇宙的灯塔标记出宇宙中的位置。

云天32

这是一个很复杂的问题，它关系到宇宙模型，原子模型，基础粒子的构造模型，以及粒子在自然界的演化模式，如果要讲清楚它就得修正并完善当代主流理论，这个问题打个比方就象问:象棋中的马是人工养的或者是野生的，马的生长特点及其养植技术是怎样的？你说怎么回答。

有关电磁电荷正负电荷吸斥效应等等问题都是自然中动态体的非平衡区域区间的动态平衡运动形为。本题内容可去书上找到处都是，至于是否与自然界现象匹配就很难讲了，在我认为中子星是根本不存在的星体，但当代大师们都说有，为了考试为了学位你还是信大师的好，不然考分不及格浪费父母期望质。

宇宙谱

这个我们人类是暂时不正确知道的，因为现在任何人都无法去中子星去研究考察。所以那些夸夸其谈的人最好不要在这里七瞎子哄八瞎子了。不要说中子星，恐怕地球上百分之九十九以上的人都没有飞出地球吧。古人说：耳听为虚，眼看为实。

成功影视

确实很难理解，也许与中子星的高温与高速旋转有关，也与它的高密度有关：在高密度条件下，一部分物质被挤碎，以宇宙射流脉冲电磁波形式从两极喷出，这有可能就是磁场的来源。

關鍵字: 磁场 带电 中子星