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在浩瀚的宇宙中，存在着许多不同种类的星体，在这些星体中，有我们熟悉的绿色家园行星——地球，能量之母的恒星——太阳，以及拖着长长尾巴的彗星等等。但是在众多的星体中，有些星体并不为人们所熟悉，诸如白矮星、红巨星、超新星、脉冲星和黑洞等等，它们都有着不同寻常的地方。而在这众多不同寻常的星体中，有一种星体的发现不仅在宇宙学的发展中具有划时代的意义，更为我们提供了一把揭开宇宙秘密的金钥匙。这种星体就是有着美丽身姿的脉冲星，它的特征和性质是如此的不可思议，甚至让我们无法想象。
脉冲星，顾名思义，就是能够发射脉冲的星体。它在迅速自转的同时，从两极发出射电波，波束有规律地不断扫过地球。这种波束在地球上的观察者看来就是按特定周期产生的脉冲。脉冲多呈单峰或双峰形状，少数呈多峰形状。(如图二)
尽管脉冲星直到1967年才被发现，但人类对脉冲星的研究早在上世纪二、三十年代就开始了。当查德威克发现中子时，朗道就推测一种主要由中子构成的星体(后称为“中子星”)的可能性。1934年，巴德和兹威基进一步明确地指出，中子星有可能在超新星爆发过程中产生。1939年，奥本海默和沃尔可夫的计算表明，中子星的质量上限大约1倍于太阳的质量，而半径却只有lO公里左右。1967年，贝尔和休伊什在射电波段研究星际闪烁时意外地发现了一种非常规则的周期性信号，其周期大约只有1秒。由于周期很短，这种信号只可能来源于一种非常致密的星体的自转。因其能发射周期性的脉冲信号，称为“脉冲星”。贝尔和休伊什观测到脉冲星的天文现象具有划时代的意义，后来被称为20世纪60年代天文学的四大发现之一。自那以后，人类对脉冲星的研究就成为了一个热点。到目前为止，人类已经发现了2000多颗脉冲星。
脉冲星究竟由什么物质构成?一种认为脉冲星就是中子星。恒星是由其内部的核合成过程提供能源的，并且核燃烧产生的热压抵抗引力收缩而使恒星保持一定的平衡位形。随着恒星晚期核能源的耗尽，热压力抵消不了引力，恒星的塌缩不可避免。收缩的恒星内部密度逐渐升高，同时电子费米能也相应增加。当电子费米能超过一定阈值时，电子就会与原子核中的质子反应生成大量中子，这就是所谓的“中子化过程”。中子化的后果是使得恒星的塌缩核最终成为一个以中子为主构成的残骸——中子星。除了这种主流的观念之外，还有人认为脉冲星是奇异星等。
脉冲星有着不可思议的特征。地球每24小时自转一次，而大多数脉冲星每秒钟就能自转一次或多次，它们的自转速度比太阳系中转速最快的木星还快10万倍。而且奇妙的是，这种自转变化非常微小，如毫秒脉冲星每年减慢不到1／108秒。因此，它被认为是宇宙中最好的计时工具，例如一颗编号为PSRJ1909-3704的脉冲星，它像高速陀螺一样地旋转，每秒钟转动339周，非常有规律，几乎没有误差，所以它成为迄今为止所发现的最为准确的“天体物理学时钟”。除此之外，它有着难以想象的体积、密度、温度、压强、引力和磁场强度等。①体积小、密度极大：脉冲星是由中子密集在一起的超高密度星体，所以体积一般很小，绝大多数的脉冲星半径往往仅有10公里左右，这个半径仅仅是地球半径的千分之一多一点。形象地说，一个地球可以容纳下2.6亿颗脉冲星，而太阳可以容纳下130万个地球。但是脉冲星的质量却是太阳质量的1.5～2.5倍，所以它的密度极高，1立方厘米就有10亿吨。②温度极高、压强极大：太阳系中，温度最高的星球是太阳，它的表面温度为6000度，中心温度达1500万度。脉冲星的表面温度可达1000万度，是太阳表面温度的2000倍，而其中心温度竟高达60亿度。脉冲星由于本身的重力非常大，连电子在原子核外面也撑不住内缩的压力，被压缩到原子核中，与质子结合成中子。因为脉冲星的密度非常大，所以它们的压力也大得令常人无法想象，在这个高压世界中，中心压力可达1万亿亿大气压，比太阳高3亿亿倍。③强引力作用：脉冲星是处于演化后期的恒星，是在老年恒星的中心形成的，而能够形成脉冲星的恒星，其质量一般较大。据科学家计算，当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗脉冲星，而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。尽管脉冲星只相当于地球体积的一小部分，但他的引力场却强过地球的10亿倍。④强磁场：地球有磁场，大约为0.6高斯。太阳有磁场，其普遍磁场大约为几高斯，黑子区域的磁场比较强，可达几千高斯。有些磁场比较强的恒星，可达几千到几万高斯。在地球上的实验室里能制造出磁场的最高纪录是1千万高斯(1高斯=10特斯拉)。那么中子星的磁场情况怎么样呢?大多数脉冲星具有约1012高斯的磁场，它是地球的1000亿倍，是太阳磁场强度的1亿倍到100亿倍。
脉冲星是20世纪60年代天文学的四大发现之一。在不到20年的时间，发现者接连两次获得诺贝尔物理学奖，引起了全世界的轰动。休伊什因发现脉冲星而获得1974年度诺贝尔物理学奖；此后，哈尔斯和泰勒对新发现的双脉冲星系统观测为爱因斯坦的广义相对论和引力波理论提供迄今为止最严格的检验，从而获得1993年的诺贝尔物理学奖。因此脉冲星对天体物理学的研究具有极大的意义，脉冲星的这些不可思议的特征为现在物理学特别是高能物理和宇宙学提供了一个天然的平台，它为人类研究宇宙的起源、演化和变迁提供了一把天然的钥匙。随着科学技术的迅速发展，相信在不久的将来，人类对脉冲星的认识将更进一步，从中了解更多的秘密，为揭开宇宙神秘的面纱提供更多的有用信息。
脉冲星，顾名思义，就是能够发射脉冲的星体。它在迅速自转的同时，从两极发出射电波，波束有规律地不断扫过地球。这种波束在地球上的观察者看来就是按特定周期产生的脉冲。脉冲多呈单峰或双峰形状，少数呈多峰形状。(如图二)
尽管脉冲星直到1967年才被发现，但人类对脉冲星的研究早在上世纪二、三十年代就开始了。当查德威克发现中子时，朗道就推测一种主要由中子构成的星体(后称为“中子星”)的可能性。1934年，巴德和兹威基进一步明确地指出，中子星有可能在超新星爆发过程中产生。1939年，奥本海默和沃尔可夫的计算表明，中子星的质量上限大约1倍于太阳的质量，而半径却只有lO公里左右。1967年，贝尔和休伊什在射电波段研究星际闪烁时意外地发现了一种非常规则的周期性信号，其周期大约只有1秒。由于周期很短，这种信号只可能来源于一种非常致密的星体的自转。因其能发射周期性的脉冲信号，称为“脉冲星”。贝尔和休伊什观测到脉冲星的天文现象具有划时代的意义，后来被称为20世纪60年代天文学的四大发现之一。自那以后，人类对脉冲星的研究就成为了一个热点。到目前为止，人类已经发现了2000多颗脉冲星。
脉冲星究竟由什么物质构成?一种认为脉冲星就是中子星。恒星是由其内部的核合成过程提供能源的，并且核燃烧产生的热压抵抗引力收缩而使恒星保持一定的平衡位形。随着恒星晚期核能源的耗尽，热压力抵消不了引力，恒星的塌缩不可避免。收缩的恒星内部密度逐渐升高，同时电子费米能也相应增加。当电子费米能超过一定阈值时，电子就会与原子核中的质子反应生成大量中子，这就是所谓的“中子化过程”。中子化的后果是使得恒星的塌缩核最终成为一个以中子为主构成的残骸——中子星。除了这种主流的观念之外，还有人认为脉冲星是奇异星等。
脉冲星有着不可思议的特征。地球每24小时自转一次，而大多数脉冲星每秒钟就能自转一次或多次，它们的自转速度比太阳系中转速最快的木星还快10万倍。而且奇妙的是，这种自转变化非常微小，如毫秒脉冲星每年减慢不到1／108秒。因此，它被认为是宇宙中最好的计时工具，例如一颗编号为PSRJ1909-3704的脉冲星，它像高速陀螺一样地旋转，每秒钟转动339周，非常有规律，几乎没有误差，所以它成为迄今为止所发现的最为准确的“天体物理学时钟”。除此之外，它有着难以想象的体积、密度、温度、压强、引力和磁场强度等。①体积小、密度极大：脉冲星是由中子密集在一起的超高密度星体，所以体积一般很小，绝大多数的脉冲星半径往往仅有10公里左右，这个半径仅仅是地球半径的千分之一多一点。形象地说，一个地球可以容纳下2.6亿颗脉冲星，而太阳可以容纳下130万个地球。但是脉冲星的质量却是太阳质量的1.5～2.5倍，所以它的密度极高，1立方厘米就有10亿吨。②温度极高、压强极大：太阳系中，温度最高的星球是太阳，它的表面温度为6000度，中心温度达1500万度。脉冲星的表面温度可达1000万度，是太阳表面温度的2000倍，而其中心温度竟高达60亿度。脉冲星由于本身的重力非常大，连电子在原子核外面也撑不住内缩的压力，被压缩到原子核中，与质子结合成中子。因为脉冲星的密度非常大，所以它们的压力也大得令常人无法想象，在这个高压世界中，中心压力可达1万亿亿大气压，比太阳高3亿亿倍。③强引力作用：脉冲星是处于演化后期的恒星，是在老年恒星的中心形成的，而能够形成脉冲星的恒星，其质量一般较大。据科学家计算，当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗脉冲星，而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。尽管脉冲星只相当于地球体积的一小部分，但他的引力场却强过地球的10亿倍。④强磁场：地球有磁场，大约为0.6高斯。太阳有磁场，其普遍磁场大约为几高斯，黑子区域的磁场比较强，可达几千高斯。有些磁场比较强的恒星，可达几千到几万高斯。在地球上的实验室里能制造出磁场的最高纪录是1千万高斯(1高斯=10特斯拉)。那么中子星的磁场情况怎么样呢?大多数脉冲星具有约1012高斯的磁场，它是地球的1000亿倍，是太阳磁场强度的1亿倍到100亿倍。
脉冲星是20世纪60年代天文学的四大发现之一。在不到20年的时间，发现者接连两次获得诺贝尔物理学奖，引起了全世界的轰动。休伊什因发现脉冲星而获得1974年度诺贝尔物理学奖；此后，哈尔斯和泰勒对新发现的双脉冲星系统观测为爱因斯坦的广义相对论和引力波理论提供迄今为止最严格的检验，从而获得1993年的诺贝尔物理学奖。因此脉冲星对天体物理学的研究具有极大的意义，脉冲星的这些不可思议的特征为现在物理学特别是高能物理和宇宙学提供了一个天然的平台，它为人类研究宇宙的起源、演化和变迁提供了一把天然的钥匙。随着科学技术的迅速发展，相信在不久的将来，人类对脉冲星的认识将更进一步，从中了解更多的秘密，为揭开宇宙神秘的面纱提供更多的有用信息。