从理论上探索奇异星的存在：古代记录的第一颗客星可能是夸克星

爱因斯坦的广义相对论告诉我们，一颗死亡的恒星的核心必须在难以置信的引力下坍塌，由此产生的致密材料会发生什么取决于量子理论。我们知道中子星依靠的简并压力而免于坍缩成黑洞，但是比最大质量中子星更大的核心最终会变成黑洞。但就在最后的转变之前，在我们对量子宇宙理解的边缘，它可能变成奇异的恒星。

夸克

在我们了解奇异的恒星之前，我们需要从确定存在的恒星残骸——中子星开始。中子星是在一个非常巨大的恒星核心耗尽所有可能聚变的燃料后坍塌产生的，在这个过程中，大部分电子和质子被挤压在一起形成中子。在大约10公里的范围内，当这些中子达到密度极限时，核心停止坍缩。

我们对中子的性质知之甚少，我们无法在实验室测试它在承受中子星的极端压力时会发生什么。在这些条件下，中子被挤得如此紧密，以至于它们开始重叠，这可能会导致中子“溶解”成组成它们的成分——夸克。

我们认为一种气体状的夸克物质，即所谓的夸克胶子等离子体，在大爆炸早期充满了整个宇宙。我们有充分的理由这样认为，因为我们可以在最大的粒子加速器中制造这些东西。在非常高速的粒子碰撞后，夸克胶子等离子体的微小斑点就会存在几分之一秒。我们可以根据从中衰减的粒子来研究它的性质。

然而，中子星中的夸克物质是由极端的压力形成的，而不是夸克时代或大型强子对撞机超过万亿开尔文的温度。所以，在这种压力状态下，它形成了超流体而不是等离子体，它是一种比中子堆密度更大的超流体。我们有时将这种拥有夸克物质核心的中子星称为夸克星。

奇异

中子由一个上夸克和两个下夸克组成，由这些类型构成的夸克物质需要受到难以置信的压力的限制，才能保持稳定性。所以这可能排除了由这种物质组成了整个天体，除非夸克物质也很奇异，广义上我们将含有上、下、奇夸克的物质称为奇异物质。当中子在高压下解体时，一半的下夸克转化为奇夸克，这意味着更多的粒子可以占据最低的量子能态。这种较低的能量状态意味着奇异物质可能是宇宙中最稳定的物质形式，完全由这些物质组成的天体应该是完全稳定的，我们称它们为奇异星。
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物理学家对这种程度的奇异不满意，他们还提出了更多关于中子星核心的疯狂想法。如果密度足够高，核心的条件可能会更加极端，以至于它们与大爆炸早期的夸克时代相似。在大爆炸后不到十亿分之一秒的时间里，自然的基本力量不像我们今天所看到的那样，电磁力和弱力统一为电弱力。中子星的核心可能有一个电弱核心，体积相当于苹果大小，质量却是两倍于地球，夸克本身在其中燃烧，这可能会提供最终的压力，阻止它进一步坍缩成黑洞。

存在与否

公元1181年，我国古代天文学家在仙后座记录到了第一颗客星，也就是超新星。将近900年后，我们将射电望远镜和钱德拉X射线天文台指向该位置，发现了一颗快速旋转的脉冲星。X射线的数据显示，其表面温度超过100万开尔文，比同龄中子星所预期的还要低。一种可能的解释是，在这颗中子星的内部形成了一个夸克物质核心，并慢慢转化为奇异物质。当下夸克转变为更大质量的奇夸克时，它必须从某个地方吸收能量，以提供额外的质量，而这种能量将是中子星的热能。

还有其他可能的候选者是夸克星或奇异星。有一些中子星质量太大而体积太小，这表明夸克物质的密度比中子物质大得多。还有一些超新星看起来太亮，而且持续时间太长，据推测这可能是中子星进一步坍缩成夸克星的第二次爆炸。目前还没有任何确认，但有一些诱人的暗示表明，这些奇异星可能是真实存在的。