比鋼還硬100億倍！在已知宇宙中，最硬的物質應該來自中子星

2022/05/21

從微觀角度來講，我們平常所看到的物體其實都是由一大堆原子構成，根據原子的種類和結合方式的不同，物體的硬度也大不一樣，比如說金剛石就是全部由碳原子構成，其結合方式為：每一個碳原子都會通過共價鍵與它旁邊的4個碳原子結合在一起，從而形成下圖這樣的晶體結構。

在這樣的結構中，碳原子所有的「價電子」都參與了共價鍵的形成，與大多數由種類相同的原子之間形成的共價鍵相比，碳原子之間形成的共價鍵的鍵長更短、鍵能更高，而其三維的構型又非常有利于將局部受到的外力迅速分擔到晶體各處，因此金剛石的硬度就相當高。

實際上，金剛石的莫氏硬度達到了10，并因此成為了地球上天然存在的最硬物質。之所以要加上「天然存在」這個限定，是因為金剛石的硬度還是比不上一些人工合成的物質，例如聚合鉆石納米棒、人工藍絲黛爾石、碳炔等等。

當然了，這些人工合成的物質的硬度在宇宙中也算不上什麼，那已知宇宙中最硬的物質是什麼呢？

在已知宇宙中，最硬的物質應該來自中子星，根據科學家的計算，這種物質比鋼還硬100億倍。人們還給這種物質起了一個有意思的名字——「核意面」，下面我們就來了解一下。

不管是金剛石還是人工合成的物質，它們的硬度都受限于化學鍵的強度，而化學鍵的本質就是原子之間的相互作用，由于原子的內部其實是很空曠的，因此假如有一種力量能夠將原子「壓碎」，然后將構成原子的中子、質子和電子緊緊地壓在一起，就可以突破化學鍵的限制，如此一來，物質的硬度就可能會大幅度地提升。

其實引力就可以成為這樣一種力量，也就是說，在那些引力場非常強大的天體上，就很可能存在硬度極高的物質。

在已知宇宙中，黑洞是引力場最強的天體，但由于我們對黑洞的內部情況基本上是一無所知，因此黑洞并不在「物質硬度」的討論范圍之內，而除了黑洞之外，中子星的引力場無疑就是最強的了。

需要注意的是， 中子星并不是全部由中子構成