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在宇宙萬物中密度最高的物質(zhì)是,有極限嗎?

  2019-04-11

自然界中密度最低的元素是氫,在大氣壓下密度約為0.08342千克/立方米,鋨密度最高為22.59噸/立方米,高于任何其他元素。最容易記住的是水,一立方米水是一噸!

上圖中的三種密度都是相對較大的元素,那么自然界中有沒有比鋨密度更高的元素?對不起,沒有。甚至地球的核材料也只有10.7噸/立方米,大約是鋨的一半。雖然鋨的密度在地球已經(jīng)達到極限,但它在宇宙中甚至還不是一個門檻,因為太陽中心的物質(zhì)已經(jīng)達到150噸/立方米,大約是鋨的7倍,是水的150倍!

白矮星在太陽未來的密度會更高,因為現(xiàn)在的太陽有輻射壓力的支撐,內(nèi)核不會被超大質(zhì)量外殼擠壓。氫元素在未來耗盡后,將失去輻射壓力的支持。在巨大的壓力下,電子將被壓在原子核周圍,最終聚集將在非常小的空間內(nèi)形成一個電子簡并物質(zhì),密度達到約1000萬噸/立方米!

然而,質(zhì)量大于太陽的恒星的最終結(jié)果不是白矮星,而是在超新星爆炸拋棄外殼后,核心將在其巨大質(zhì)量的作用下坍縮成中子星。高壓將電子層壓入原子核,中和中子形成中子。因此,中子星理論上將不再有質(zhì)子,但實際上,中子星并不全是來自外通道的中子,而是具有上圖所示的結(jié)構(gòu)!密度達到8.11 ~ 10.12噸/立方米,比水高約100萬億倍。

未來,質(zhì)量比中子星大的恒星核心將會坍塌成黑洞(核心質(zhì)量是太陽質(zhì)量的3.2倍以上)。雖然有一種理論認為黑洞和中子星之間可能存在夸克星,但這從未被證明過!因此,宇宙中密度最高的物質(zhì)應(yīng)該是黑洞物質(zhì)!因為這是一個無法測量大小的點,無論消耗多少物質(zhì),它仍然是一個點,只有不斷擴大的地平線表明它的質(zhì)量已經(jīng)擴大到難以想象的程度!

但是還有一個必須提及的傳輸宇宙大爆炸奇點,因為根據(jù)描述,它是一個高溫和致密的奇點,但是有一個非常有趣的現(xiàn)象,當(dāng)大爆炸還沒有發(fā)生時,奇點不能用空間的大小來測量,因為時間和空間以及所有的物質(zhì)都在這個奇點中。從這個角度來看,這個奇點雖然看起來比所有物質(zhì)的密度都大,但卻無法描述!你怎么想呢?

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