像太阳这种恒星，当它内部的氢核聚变反应完后，也意味着它度过了自己的壮年时期，也就是主序星阶段。然后它的内部会继续进行氦聚变，氢变成了氦嘛，同时它会膨胀成一颗红巨星。从此，这颗恒星就开始进入了老年阶段，所以说红巨星就是一种演化晚期的恒星。

随着红巨星的核反应，其内部的温度会越来越高，一直高到上亿度，直接把氦聚变成了碳。这时候它已经没有足够的能量来抗衡自身的引力塌陷了，因此在它的内部其实已经诞生了一颗白矮星。此时它的外部也开始变得越来越不稳定，当这个不稳定的状态达到极限后，它就会进行爆发，把除核心以外的物质都抛出去，然后这个残留下来的内核就是我们看到的白矮星。

此时的白矮星完全是靠电子简并压力来支撑的。根据泡利不相容原理和外电子的每个轨道，或者说能级，只能容纳两个自旋方向相反的电子。当这些电子都被压缩到离原子核最近的轨道时，这些相互靠近的电子将产生一种排斥力，用来阻止物体的体积进一步缩小。这个就是电子简并压力，俗称电子简并力。这个有点像磁铁的同极相斥。

但是这个电子简并力其实并不是一种力，你可以把它想象成类似大气压一样的东西。当恒星质量不超过1.44个太阳质量时，电子简并压力是可以阻止其核心继续坍缩的。这个就是平时说的“钱德拉塞卡极限”，白矮星就是未达到该极限的恒星。换句话说，宇宙中的所有白矮星都是小于1.44个太阳质量的。

那些质量更大的恒星呢？他们自身的万有引力已经太过强了，已经超过了电子简并力所能支撑的上限，从而使恒星核心进一步坍缩，电子直接被压入了原子核，然后就和里面带正电的质子中和，成了中子。这样原来的原子就变成了完全由中子构成，这就是我们说的中子星。在中子星中，中子简并压力代替了电子简并压力，来阻止物质进一步塌陷。如果母恒星的质量再大些，中子简并压力也抵不过万有引力，没错，那就成了黑洞了。这个极限就叫做奥本海默极限。可见中子星是除黑洞奇点之外，密度最大的天体了。至于那个夸克星，由于还没有在现实中发现，目前只是一种假想中的星体，所以就先不说它了。

这个中子星可是确确实实已经被发现，它是上世纪60年代天文学的四大发现之一。四大发现是类星体、脉冲星、宇宙微波背景辐射，还有星际有机分子。有人可能会说这里面没有中子星啊，其实脉冲星就是中子星的一种。它是旋转中的中子星，因为它的磁场方向跟自转轴不在同一直线上，所以，随着它的旋转会不断向外发出周期性的电磁脉冲信号，一闪一闪，就像灯塔一样。所以脉冲星也被称作为宇宙中的灯塔。当年发现第一颗脉冲星的时候，刚开始人们甚至还以为真的有外星人在给我们发电报呢。

“蟹状星云”它的中心就是一颗自转超快的脉冲星。因为它非常年轻，所以非常活跃，自转相当快，大概每秒能转30圈。目前发现转速最快的中子星每秒可以转1122圈。之前人们曾认为700圈是天体旋转的极限。按目前的理论，旋转速度如果超过这个极限，星体将被巨大的离心力摧毁。但根据实际观测来看，并不是这么回事，所以目前这个仍是一个未解之谜。为什么这些脉冲星能转的这么快呢？因为在坍缩成中子星之前，其母恒星是有自转的。

而中子星的半径相对于母恒星来说极其微小，由于角动量守恒，所以转动惯量的减少导致了转速的增加，从而使其高速旋转。说回中子星本身，由于电子都被压入了原子核中，所以中子星也可以看作是一个巨大的原子核，它的密度可以看作就是原子核的密度。 这也是为什么它的密度是那么大的原因，每立方厘米至少1亿吨。这么说可能没什么概念，打个比方，假如把整个地球压缩成中子星的密度，那么地球的直径只有22米，也就是个篮球场那么大。由于密度极高，中子星表面的引力将非常巨大。

所以不要问如果站在中子星上是种什么体验这种问题了，其实你根本就没有机会站上去。在你接近中子星的过程中，就会被巨大的引力给撕碎。除此之外，中子星还有个可怕的地方就是拥有超强的磁场。

这类中子星也叫做磁星。大约每十个超新星爆发就会产生一颗磁星。磁星的磁场究竟可以强到什么程度？地球的磁场大概是10的-5T这个量级。普通的磁铁大概是10的-2T这个量级。我们生活中所能接触到的最强磁场可能也就是医院的核磁共振了，它可以达到3T的强度。当磁场的强度达到5T以上时，非导磁的物体也能够悬浮起来。之前就有实验用16T的磁场让一只青蛙悬浮了起来。那它为什么能悬浮在磁场中呢？因为生物体内大部分都是水，而水分子也具有抗磁性，只不过非常微弱。如果是一般的磁场，抗磁性产生的斥力与水滴受到的重力相比，完全是可以忽略不计的。

大多数物质的抗磁性都被自身的顺磁性所掩盖，表现不出来。但当磁场足够强时，水滴就能够克服地球的重力悬浮起来。另外，抗磁性是普遍存在的，生物体内的蛋白质也是具有抗磁性的。这只青蛙就是这样浮起来的。日本科学家曾经在实验室里制造出了地表最强磁场1200T，但是只存在了一瞬间，而且还顺带一路火花带闪电的把实验室给炸了。

但这和磁星比起来都是小儿科。磁星的磁场可以强到3万T，在某些理论计算中甚至可以达到上亿T。在这种强度的磁场中，人体内的水分的抗磁性很可能会导致细胞组织破裂。所以，人可能还没有被中子星引力撕碎，在几千公里外的磁场中就先被抗磁性给分解了。

最后说下中子星对我们地球的意义。宇宙中大部分的恒星系都是双星或多星系统，像我们太阳系这种单星系统其实是少数派。当一个星系有两个恒星，如果这两个中子星某天发生了合并，当然也会有两个黑洞合并的情况。之前首次发现引力波的那次，发现的引力波就是两个黑洞合并产生的。后来又发现了两个中子星合并产生了引力波。

其实这种中子星的碰撞对今天的地球来说是至关重要的，因为目前认为地球上的重金属元素很可能就是来自中子星的碰撞的大爆炸。不过发生这些的时候，现在的太阳系应该还没有诞生。碰撞的大爆炸会把质子射入轻元素的原子核，从而生成重元素。这些生成的重元素慢慢散布到银河系的各个角落，我们的世界和可能就是因此而来。