世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)，但都有一個(gè)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(xiàn)就是不容易產(chǎn)生形變。
為了確定不同物質(zhì)的軟硬程度，物理學(xué)家們用硬度來(lái)表示。硬度是各類(lèi)材料的力學(xué)性能指標(biāo)之一。當(dāng)然，只有固體才有硬度，氣體和液體是沒(méi)有硬度的。比如液態(tài)水就沒(méi)有硬度，當(dāng)它結(jié)成冰時(shí)就有硬度了。一般用固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力來(lái)確定硬度大小。
由于對(duì)硬度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)不同，國(guó)際上有很多種硬度指標(biāo)，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(guò)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(xué)符號(hào)Cr，在元素周期表中的原子序數(shù)為24。鉻的化合物都有顏色，而單質(zhì)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(tài)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(lái)制作鉆頭等切削工具。
自然界中最硬的物質(zhì)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(shuō)到的物體都要硬。它是地球上天然存在的最硬的物質(zhì)。鉆石擁有非常穩(wěn)定的晶體構(gòu)造，所以非常堅(jiān)硬。
同素異形體均由同一種化學(xué)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?yàn)樗挠捕缺茸匀唤缰写蠖鄶?shù)物質(zhì)的硬度都要高，所以可以被用來(lái)制作成切割工具，可以輕松劃開(kāi)玻璃這類(lèi)硬度很高的物體。
在人造材料中，比鉆石、鉻、鎢鋼還硬的物質(zhì)有很多，比如氮化碳、石墨烯、碳炔，這些超硬的物質(zhì)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(dāng)。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(fā)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(guò)，這種材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，目前還只能在實(shí)驗(yàn)室中小批量制作，能否擁有實(shí)用性，還很難說(shuō)。
不管是天然存在的還是人造的，上面說(shuō)的這些物質(zhì)都是地球上最硬的，而在廣袤無(wú)垠的宇宙中還存在遠(yuǎn)超我們想象的超硬物質(zhì)。
根據(jù)定義，物體抵抗外物侵入的能力越強(qiáng)，它的硬度也就越高。那么，在宇宙中最硬的物質(zhì)應(yīng)該存在于中子星上。
對(duì)于一個(gè)物體，不管它由哪些元素構(gòu)成，當(dāng)它被不斷地壓縮再壓縮，密度就會(huì)大得驚人。物體之所以能夠被壓縮，就是因?yàn)榭此泼軐?shí)的物體內(nèi)部實(shí)際上存在很多空隙。在超強(qiáng)的壓力作用下，不僅物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)能被破壞掉，連原子結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞，最終核外電子被擠壓進(jìn)原子核內(nèi)部，與原子核內(nèi)的質(zhì)子結(jié)合形成中子。當(dāng)物質(zhì)處于這種狀態(tài)時(shí)，就被稱(chēng)作中子態(tài)。
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(zhì)量高達(dá)10億噸，僅次于黑洞。有的人可能對(duì)此不理解，這么說(shuō)吧，原子核也是這個(gè)密度大小。中子星就像一個(gè)巨大的由中子構(gòu)成的原子核。
當(dāng)物質(zhì)處于超高密度狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成該物質(zhì)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(tài)下的剛體，極不容易發(fā)生形變，所以硬度也會(huì)變得非常高。那么中子星內(nèi)部就擁有宇宙中硬度最高的物質(zhì)。
之所以不討論黑洞中的物質(zhì)，是因?yàn)榭茖W(xué)家們目前對(duì)此基本上一無(wú)所知，黑洞中應(yīng)該不存在我們所認(rèn)知的物質(zhì)形態(tài)了，所以硬度并不適用于黑洞中的物質(zhì)。
中子星由大質(zhì)量恒星在生命末期演化而來(lái)，是在超強(qiáng)壓力作用下形成，而這個(gè)壓力就來(lái)源于自身的重力。所以，中子星上的材料硬度雖高，卻沒(méi)辦法拿出來(lái)用，一旦一小部分處于中子態(tài)的物質(zhì)脫離中子星，它的結(jié)構(gòu)就會(huì)瞬間失衡，發(fā)生猛烈的爆炸。
當(dāng)然，就算硬如中子星，在絕對(duì)實(shí)力面前，也會(huì)服軟。
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