白矮星和中子星是恆星生命週期結束後的產物，雖說是恆星的墓碑，卻並非一片死寂，相反，它們擁有極為強大的引力，會對周圍的天體產生拉扯，對恆星進行吸附，構成它們的物質與地球上所見的一切物質都不相同，那麼這些有趣的天體是如何形成的呢，上面的物質又是什麼樣子的呢？

在元素週期表中有118種已知的元素，這些元素性質各異，但有一點卻是相同的，那就是它們都以原子或分子的形式存在著。原子是由原子核與核外電子所構成的，而分子又是由原子所構成的。在地球上，我們可以透過增大壓力來使物質進行壓縮，但如果想要壓碎原子，那就不可能了。原子為什麼無法被壓碎，是什麼支撐了原子的結構呢？從宏觀視角來看，物質都是充實的，比如在我們看來，一個鐵塊是毫無縫隙的，但如果我們將其放在顯微鏡下就會發現，構成鐵塊的金屬原子之間存在著極大的空隙，可以說空隙所佔的面積比原子所佔的面積還要大。

既然空隙如此大，原子是如何保持自身結構不被壓碎的呢？是由於電磁作用力，因為電磁作用力為原子提供了一種斥力，而就是這種斥力支撐了物質的結構。

所以無論我們如何對物質施加壓力，只會使得原子排布更加緊密，而原子本身的結構卻不會發生絲毫改變。比如在木星的內部，由於強大的壓力，氫氣變為了液態，構成了一片氫的海洋，而海洋之下，由於壓力更大，氫則變為了固態，呈現出金屬的特性。然而氫氣也好，金屬

氫

也罷，氫原子本身的結構都是一樣的。木星也好、地球也罷，終歸只是行星，壓力畢竟有限，但在恆星上就是另外一番景象了。

在恆星生命的末期，恆星外部結構會急劇膨脹，並最終消散在太空之中，而內部則會在引力的作用下坍縮，最終變得極為緻密。

此時壓力之大並非地球和木星這樣的行星所能夠比擬，由電磁作用力支撐的原子結構崩塌了，電子不再整齊地排布在軌道之上，而是成為了遊離的自由電子，不過好在這些自由電子最終頂住了壓力，保住了原子核的完整性。

電子是靠什麼頂住壓力的呢？根據瑞士裔奧地利物理學家泡利所提出的泡利不相容原理，相同粒子會相互排斥，從而無法擠在一起，這似乎很像我們通常所說的同性相斥，電子與電子之間的這種斥力就被稱之為“電子簡併壓”，正是電子簡併壓使破碎的原子得以維持一種穩定的狀態，而這種狀態的物質就被稱之為電子簡併態物質，白矮星就是由這種物質所構成的。

白矮星作為一種極為緻密的天體，其物質密度可以達到每立方厘米10噸左右，周圍的物質會因白矮星強大的引力而被吸附，與此同時，白矮星的質量也會隨之增加。

隨著白矮星質量的增加，壓力進一步增大，當白矮星質量達到太陽質量的1。44倍時，電子簡併壓也無法再與引力壓力相抗衡，原子核被壓碎了。遊離的電子進入到原子核之中，與質子結合形成中子，好在中子之間也存在著相互的斥力，憑藉著這種斥力，物質結構終於穩定住了，而這種物質就被稱之為中子簡併態物質，而由這種物質所構成的天體就被我們稱之為中子星，所以我們也將這種物質通俗的稱謂中子星物質。由中子星物質所構成的中子星比白矮星更加緻密，其物質密度可以達到每立方厘米10億噸。

所以中子星通常很小，半徑只有二三十公里，可質量卻在太陽質量的1.44倍以上。

當然，也並非所有的中子星都是由白矮星透過吸收物質演變而來的，一般認為質量在太陽質量8倍以上，30倍以下的恆星，會在燃料耗盡之後透過超新星爆發直接生成為中子星。而質量更大的恆星，由於引力壓力過於龐大，就連中子之間的相互斥力也無法與之抗衡，所以物質會不斷坍縮下去，最終形成一個密度無限大、體積無限小的點，也就是我們所說的奇點，而在奇點周圍會形成一個擁有無限空間曲率的範圍，這就是宇宙間最神秘的天體，黑洞。

無論是白矮星、中子星還是黑洞，人類都已經證實了它們的存在，現在，我們不僅擁有黑洞的照片，更有數千顆記錄在案的中子星，其中僅中國天眼建成之後新發現的中子星數量就達到了200顆以上，這個數字還在不斷增加。