中子星|世界上最硬的物质有多硬？钻石|黑洞

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世界上的物质千千万，但都有一个共性，就是有软硬之分。面包比较软，石头就比较硬。我们用牙齿能够很轻松地咬碎面包，但却很难咬碎石头，比较硬的物体最明显的表现就是不容易产生形变。
为了确定不同物质的软硬程度，物理学家们用硬度来表示。硬度是各类材料的力学性能指标之一。当然，只有固体才有硬度，气体和液体是没有硬度的。比如液态水就没有硬度，当它结成冰时就有硬度了。一般用固体对外界物体入侵的局部抵抗能力来确定硬度大小。
由于对硬度测试的标准不同，国际上有很多种硬度指标，有莫氏硬度（划痕硬度）、布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度等十余种。
常言道，过刚易折。硬度比较高的物体，通常韧性比较低，脆性大。比如钻石和玻璃虽然硬度很高，但却很容易碎。
已知地球上最硬的金属是铬，化学符号Cr ，在元素周期表中的原子序数为24 。铬的化合物都有颜色，而单质为钢灰色金属。铬主要存在于铬铅矿中，在自然界中极少以游离状态存在。
在常温条件下，最硬的合金则是钨钢，这种材料通常被用来制作钻头等切削工具。
自然界中最硬的物质则是碳的同素异形体，也就是钻石，或者叫金刚石，它比上面的说到的物体都要硬。它是地球上天然存在的最硬的物质。钻石拥有非常稳定的晶体构造，所以非常坚硬。
同素异形体均由同一种化学元素组成，只是分子或者原子的排列方式不同。除了钻石，碳的同素异形体还有石墨、石墨烯等。
正是因为它的硬度比自然界中大多数物质的硬度都要高，所以可以被用来制作成切割工具，可以轻松划开玻璃这类硬度很高的物体。
在人造材料中，比钻石、铬、钨钢还硬的物质有很多，比如氮化碳、石墨烯、碳炔，这些超硬的物质通常并不天然存在于自然界中。氮化碳和钻石的硬度旗鼓相当。石墨烯，大家都很熟悉，它的硬度比钻石还硬。
碳炔则是近些年新发明的人造材料，是地球上已知最硬的材料。它由碳原子聚集形成链，再连接在一起所形成的材料，硬度是石墨烯的2倍。不过，这种材料的化学结构不稳定，目前还只能在实验室中小批量制作，能否拥有实用性，还很难说。
不管是天然存在的还是人造的，上面说的这些物质都是地球上最硬的，而在广袤无垠的宇宙中还存在远超我们想象的超硬物质。
根据定义，物体抵抗外物侵入的能力越强，它的硬度也就越高。那么，在宇宙中最硬的物质应该存在于中子星上。
对于一个物体，不管它由哪些元素构成，当它被不断地压缩再压缩，密度就会大得惊人。物体之所以能够被压缩，就是因为看似密实的物体内部实际上存在很多空隙。在超强的压力作用下，不仅物质的分子结构能被破坏掉，连原子结构也会被破坏，最终核外电子被挤压进原子核内部，与原子核内的质子结合形成中子。当物质处于这种状态时，就被称作中子态。
中子星作为宇宙中已知密度第二大的天体，每立方厘米的质量高达10亿吨，仅次于黑洞。有的人可能对此不理解，这么说吧，原子核也是这个密度大小。中子星就像一个巨大的由中子构成的原子核。
当物质处于超高密度状态时，构成该物质的粒子之间的间隙变得非常小，很难再被压缩，好似理想状态下的刚体，极不容易发生形变，所以硬度也会变得非常高。那么中子星内部就拥有宇宙中硬度最高的物质。
之所以不讨论黑洞中的物质，是因为科学家们目前对此基本上一无所知，黑洞中应该不存在我们所认知的物质形态了，所以硬度并不适用于黑洞中的物质。
中子星由大质量恒星在生命末期演化而来，是在超强压力作用下形成，而这个压力就来源于自身的重力。所以，中子星上的材料硬度虽高，却没办法拿出来用，一旦一小部分处于中子态的物质脱离中子星，它的结构就会瞬间失衡，发生猛烈的爆炸。