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世界上的物質千千萬，但都有一個共性，就是有軟硬之分。面包比較軟，石頭就比較硬。我們用牙齒能夠很輕松地咬碎面包，但卻很難咬碎石頭，比較硬的物體最明顯的表現就是不容易產生形變。 為了確定不同物質的軟硬程度，物理學家們用硬度來表示。硬度是各類材料的力學性能指標之一。當然，只有固體才有硬度，氣體和液體是沒有硬度的。比如液態水就沒有硬度，當它結成冰時就有硬度了。一般用固體對外界物體入侵的局部抵抗能力來確定硬度大小。 由于對硬度測試的標準不同，國際上有很多種硬度指標，有莫氏硬度（劃痕硬度）、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度等十余種。  常言道，過剛易折。硬度比較高的物體，通常韌性比較低，脆性大。比如鉆石和玻璃雖然硬度很高，但卻很容易碎。 已知地球上最硬的金屬是鉻，化學符號Cr，在元素周期表中的原子序數為24。鉻的化合物都有顏色，而單質為鋼灰色金屬。鉻主要存在于鉻鉛礦中，在自然界中極少以游離狀態存在。  在常溫條件下，最硬的合金則是鎢鋼，這種材料通常被用來制作鉆頭等切削工具。  自然界中最硬的物質則是碳的同素異形體，也就是鉆石，或者叫金剛石，它比上面的說到的物體都要硬。它是地球上天然存在的最硬的物質。鉆石擁有非常穩定的晶體構造，所以非常堅硬。  同素異形體均由同一種化學元素組成，只是分子或者原子的排列方式不同。除了鉆石，碳的同素異形體還有石墨、石墨烯等。  正是因為它的硬度比自然界中大多數物質的硬度都要高，所以可以被用來制作成切割工具，可以輕松劃開玻璃這類硬度很高的物體。 在人造材料中，比鉆石、鉻、鎢鋼還硬的物質有很多，比如氮化碳、石墨烯、碳炔，這些超硬的物質通常并不天然存在于自然界中。氮化碳和鉆石的硬度旗鼓相當。石墨烯，大家都很熟悉，它的硬度比鉆石還硬。  碳炔則是近些年新發明的人造材料，是地球上已知最硬的材料。它由碳原子聚集形成鏈，再連接在一起所形成的材料，硬度是石墨烯的2倍。不過，這種材料的化學結構不穩定，目前還只能在實驗室中小批量制作，能否擁有實用性，還很難說。 不管是天然存在的還是人造的，上面說的這些物質都是地球上最硬的，而在廣袤無垠的宇宙中還存在遠超我們想象的超硬物質。 根據定義，物體抵抗外物侵入的能力越強，它的硬度也就越高。那么，在宇宙中最硬的物質應該存在于中子星上。  對于一個物體，不管它由哪些元素構成，當它被不斷地壓縮再壓縮，密度就會大得驚人。物體之所以能夠被壓縮，就是因為看似密實的物體內部實際上存在很多空隙。在超強的壓力作用下，不僅物質的分子結構能被破壞掉，連原子結構也會被破壞，最終核外電子被擠壓進原子核內部，與原子核內的質子結合形成中子。當物質處于這種狀態時，就被稱作中子態。 中子星作為宇宙中已知密度第二大的天體，每立方厘米的質量高達10億噸，僅次于黑洞。有的人可能對此不理解，這么說吧，原子核也是這個密度大小。中子星就像一個巨大的由中子構成的原子核。 當物質處于超高密度狀態時，構成該物質的粒子之間的間隙變得非常小，很難再被壓縮，好似理想狀態下的剛體，極不容易發生形變，所以硬度也會變得非常高。那么中子星內部就擁有宇宙中硬度最高的物質。  之所以不討論黑洞中的物質，是因為科學家們目前對此基本上一無所知，黑洞中應該不存在我們所認知的物質形態了，所以硬度并不適用于黑洞中的物質。 中子星由大質量恒星在生命末期演化而來，是在超強壓力作用下形成，而這個壓力就來源于自身的重力。所以，中子星上的材料硬度雖高，卻沒辦法拿出來用，一旦一小部分處于中子態的物質脫離中子星，它的結構就會瞬間失衡，發生猛烈的爆炸。 當然，就算硬如中子星，在絕對實力面前，也會服軟。 (公眾號：科學探索菌）  |
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