如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

據說一瓶礦泉水,如果我們把裡面的水分子內的所有質子、電子、中子都壓縮在一起,不留任何縫隙,那這瓶水會縮小成一個小到可以忽略不計的小點。那麼如果我們把宇宙也這樣折騰一下,會得到多大的物質?\n
5 個回答
魅力科学君
2019-08-05

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

假如將八大行星緊緊地挨在一起,僅僅是地球和月亮之間的距離(約38萬公里),就可以將它們全部裝下。需要指出的是,這樣的物質密度在宇宙空間中已經算很高了,實際上,宇宙的密度比這要低很多,相關數據顯示,宇宙的平均密度僅為(10^-29)克/立方厘米。

再來看微觀世界,如果把一個原子比作一座50層的高樓大廈,那麼這個原子內的原子核大約只有一個乒乓球那麼大,而電子則只是這座高樓裡漂浮的幾粒塵埃,除此之外,整個原子空間裡幾乎什麼都沒有。

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

假如將八大行星緊緊地挨在一起,僅僅是地球和月亮之間的距離(約38萬公里),就可以將它們全部裝下。需要指出的是,這樣的物質密度在宇宙空間中已經算很高了,實際上,宇宙的密度比這要低很多,相關數據顯示,宇宙的平均密度僅為(10^-29)克/立方厘米。

再來看微觀世界,如果把一個原子比作一座50層的高樓大廈,那麼這個原子內的原子核大約只有一個乒乓球那麼大,而電子則只是這座高樓裡漂浮的幾粒塵埃,除此之外,整個原子空間裡幾乎什麼都沒有。

宇宙是如此的空曠,不免令人吃驚,同時也讓人好奇,如果將宇宙中的所有原子核以及電子,全部都緊緊地挨在一起,形成一個不留空隙的物體,那麼這個物體會有多大?

事實上,宇宙中確實存在著這種緻密天體。在大質量恆星生命的末期,它們會因為失去核心的能量而坍塌,併發生威力巨大的超新星爆發,這時巨大的力量會將恆星核心中的電子壓進了原子核,並與原子核內的質子中和形成了中子。

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

假如將八大行星緊緊地挨在一起,僅僅是地球和月亮之間的距離(約38萬公里),就可以將它們全部裝下。需要指出的是,這樣的物質密度在宇宙空間中已經算很高了,實際上,宇宙的密度比這要低很多,相關數據顯示,宇宙的平均密度僅為(10^-29)克/立方厘米。

再來看微觀世界,如果把一個原子比作一座50層的高樓大廈,那麼這個原子內的原子核大約只有一個乒乓球那麼大,而電子則只是這座高樓裡漂浮的幾粒塵埃,除此之外,整個原子空間裡幾乎什麼都沒有。

宇宙是如此的空曠,不免令人吃驚,同時也讓人好奇,如果將宇宙中的所有原子核以及電子,全部都緊緊地挨在一起,形成一個不留空隙的物體,那麼這個物體會有多大?

事實上,宇宙中確實存在著這種緻密天體。在大質量恆星生命的末期,它們會因為失去核心的能量而坍塌,併發生威力巨大的超新星爆發,這時巨大的力量會將恆星核心中的電子壓進了原子核,並與原子核內的質子中和形成了中子。

這些中子與原子核內之前的中子一起,被壓縮得緊緊地挨在一起,就形成了一種被稱之為“中子星”的天體。

考慮到宇宙的無限性,這裡我們的討論只能在限制在可觀測宇宙的範圍。又因為我們對暗能量、暗物質幾乎一無所知,所以它們也不在我們今天的討論範圍內。

因此,我們可以將這個問題準確地定義為:如果將整個可觀測宇宙壓縮成一顆中子星,那這顆中子星有多大?

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

假如將八大行星緊緊地挨在一起,僅僅是地球和月亮之間的距離(約38萬公里),就可以將它們全部裝下。需要指出的是,這樣的物質密度在宇宙空間中已經算很高了,實際上,宇宙的密度比這要低很多,相關數據顯示,宇宙的平均密度僅為(10^-29)克/立方厘米。

再來看微觀世界,如果把一個原子比作一座50層的高樓大廈,那麼這個原子內的原子核大約只有一個乒乓球那麼大,而電子則只是這座高樓裡漂浮的幾粒塵埃,除此之外,整個原子空間裡幾乎什麼都沒有。

宇宙是如此的空曠,不免令人吃驚,同時也讓人好奇,如果將宇宙中的所有原子核以及電子,全部都緊緊地挨在一起,形成一個不留空隙的物體,那麼這個物體會有多大?

事實上,宇宙中確實存在著這種緻密天體。在大質量恆星生命的末期,它們會因為失去核心的能量而坍塌,併發生威力巨大的超新星爆發,這時巨大的力量會將恆星核心中的電子壓進了原子核,並與原子核內的質子中和形成了中子。

這些中子與原子核內之前的中子一起,被壓縮得緊緊地挨在一起,就形成了一種被稱之為“中子星”的天體。

考慮到宇宙的無限性,這裡我們的討論只能在限制在可觀測宇宙的範圍。又因為我們對暗能量、暗物質幾乎一無所知,所以它們也不在我們今天的討論範圍內。

因此,我們可以將這個問題準確地定義為:如果將整個可觀測宇宙壓縮成一顆中子星,那這顆中子星有多大?

這個問題就比較簡單了,我們只需要知道整個可觀測宇宙的質量,以及中子星的密度,就可以得出答案。

已知中子星的密度約為 (10^14)克/立方厘米,而關於可觀測宇宙的質量,目前科學界還沒有統一的數據,這裡以“WolframAlpha”(一個計算知識引擎)提供的數據為參考,即可觀測宇宙的質量為(3.4 x 10^57)克。

根據體積公式“體積等於質量除以密度”,通過簡單的計算,我們就可以得出,這顆“超級中子星”的體積為 3.4 x 10^43 立方厘米,即3400億億億億億立方厘米。看起來這個數字很大,但實際換算一下,它只不過是一個半徑約為200億公里的球體而已。

當我們在晴朗的夜晚裡仰望星空時,通常都會被天空中密密麻麻的星星吸引,這會給我們造成一種感覺,那就是宇宙是充實的,在宇宙空間中佈滿了各式各樣的天體。

然而事實卻並不是這樣,因為不管是從宏觀還是從微觀的角度來看,我們所處的宇宙,都是一個不折不扣的“超級虛胖子”。

在我們的印象中,八大行星圍繞著太陽有條不紊的運行,形成了一個熙熙攘攘的太陽系。但實際情況卻是,這些行星非常稀疏地分佈在一個半徑大約為45億公里的圓形區域,彼此之間相隔甚遠。

假如將八大行星緊緊地挨在一起,僅僅是地球和月亮之間的距離(約38萬公里),就可以將它們全部裝下。需要指出的是,這樣的物質密度在宇宙空間中已經算很高了,實際上,宇宙的密度比這要低很多,相關數據顯示,宇宙的平均密度僅為(10^-29)克/立方厘米。

再來看微觀世界,如果把一個原子比作一座50層的高樓大廈,那麼這個原子內的原子核大約只有一個乒乓球那麼大,而電子則只是這座高樓裡漂浮的幾粒塵埃,除此之外,整個原子空間裡幾乎什麼都沒有。

宇宙是如此的空曠,不免令人吃驚,同時也讓人好奇,如果將宇宙中的所有原子核以及電子,全部都緊緊地挨在一起,形成一個不留空隙的物體,那麼這個物體會有多大?

事實上,宇宙中確實存在著這種緻密天體。在大質量恆星生命的末期,它們會因為失去核心的能量而坍塌,併發生威力巨大的超新星爆發,這時巨大的力量會將恆星核心中的電子壓進了原子核,並與原子核內的質子中和形成了中子。

這些中子與原子核內之前的中子一起,被壓縮得緊緊地挨在一起,就形成了一種被稱之為“中子星”的天體。

考慮到宇宙的無限性,這裡我們的討論只能在限制在可觀測宇宙的範圍。又因為我們對暗能量、暗物質幾乎一無所知,所以它們也不在我們今天的討論範圍內。

因此,我們可以將這個問題準確地定義為:如果將整個可觀測宇宙壓縮成一顆中子星,那這顆中子星有多大?

這個問題就比較簡單了,我們只需要知道整個可觀測宇宙的質量,以及中子星的密度,就可以得出答案。

已知中子星的密度約為 (10^14)克/立方厘米,而關於可觀測宇宙的質量,目前科學界還沒有統一的數據,這裡以“WolframAlpha”(一個計算知識引擎)提供的數據為參考,即可觀測宇宙的質量為(3.4 x 10^57)克。

根據體積公式“體積等於質量除以密度”,通過簡單的計算,我們就可以得出,這顆“超級中子星”的體積為 3.4 x 10^43 立方厘米,即3400億億億億億立方厘米。看起來這個數字很大,但實際換算一下,它只不過是一個半徑約為200億公里的球體而已。

廣義太陽系的半徑大約為1光年,而1光年的距離約為94605億公里,也就是說這顆由整個可觀測宇宙壓縮成的“超級中子星”,其體積遠遠不如我們太陽系大。

是的,我們所處的宇宙就是這麼空曠,平均算下來,每立方米的宇宙空間,就只有幾個氫原子。


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(本文圖片來自網絡,如有侵權請與作者聯繫刪除)

艾伯史密斯
2019-08-20

答:如果把整個可觀測宇宙的物質,聚集成中子星的物質形態,對應半徑只有數億公里,遠遠沒有太陽系的範圍大。


原子由核外電子和原子核構成,原子核又由中子和質子構成,但是在核外電子與原子核之間,其實有著很大的間隙,正常情況下原子核的體積只佔了整個原子的百萬分之一,同樣原子核中質子和中子之間也存在很大的間隙。

答:如果把整個可觀測宇宙的物質,聚集成中子星的物質形態,對應半徑只有數億公里,遠遠沒有太陽系的範圍大。


原子由核外電子和原子核構成,原子核又由中子和質子構成,但是在核外電子與原子核之間,其實有著很大的間隙,正常情況下原子核的體積只佔了整個原子的百萬分之一,同樣原子核中質子和中子之間也存在很大的間隙。

在足夠的能量下,電子是可以墜入原子核與質子結合成中子的,宇宙中的中子星就是這麼形成的,中子星密度高達每立方厘米10^11kg;目前人類能所處的可觀測宇宙,半徑465億光年,質量大約是10^53kg,有著上萬億個星系。


宇宙中的可見物質,氫元素和氦元素佔了絕大部分,如果我們考慮宇宙中所有原子都轉變為中子,然後中子一個挨著一個,那麼可以粗略估算,宇宙中所有物質組成的體積為:

V=M/ρ=10^36立方米;

答:如果把整個可觀測宇宙的物質,聚集成中子星的物質形態,對應半徑只有數億公里,遠遠沒有太陽系的範圍大。


原子由核外電子和原子核構成,原子核又由中子和質子構成,但是在核外電子與原子核之間,其實有著很大的間隙,正常情況下原子核的體積只佔了整個原子的百萬分之一,同樣原子核中質子和中子之間也存在很大的間隙。

在足夠的能量下,電子是可以墜入原子核與質子結合成中子的,宇宙中的中子星就是這麼形成的,中子星密度高達每立方厘米10^11kg;目前人類能所處的可觀測宇宙,半徑465億光年,質量大約是10^53kg,有著上萬億個星系。


宇宙中的可見物質,氫元素和氦元素佔了絕大部分,如果我們考慮宇宙中所有原子都轉變為中子,然後中子一個挨著一個,那麼可以粗略估算,宇宙中所有物質組成的體積為:

V=M/ρ=10^36立方米;

對應的球體半徑大約是6億公里(火星軌道半徑是2.3億公里,木星軌道半徑是7.8億公里),當然,這只是一個粗略估算的數值。

實際上,如果宇宙所有物質都聚集在一起,那麼早就塌縮成黑洞了,無法形成中子星的物質形態,理論上中子星的質量上限大約只有3倍太陽質量。


如果我們可觀測的所有物質塌縮成一個黑洞,黑洞質量高達10^53kg,對應的史瓦西半徑高達156億光年,在此區域內沒有任何物質能夠逃離。

答:如果把整個可觀測宇宙的物質,聚集成中子星的物質形態,對應半徑只有數億公里,遠遠沒有太陽系的範圍大。


原子由核外電子和原子核構成,原子核又由中子和質子構成,但是在核外電子與原子核之間,其實有著很大的間隙,正常情況下原子核的體積只佔了整個原子的百萬分之一,同樣原子核中質子和中子之間也存在很大的間隙。

在足夠的能量下,電子是可以墜入原子核與質子結合成中子的,宇宙中的中子星就是這麼形成的,中子星密度高達每立方厘米10^11kg;目前人類能所處的可觀測宇宙,半徑465億光年,質量大約是10^53kg,有著上萬億個星系。


宇宙中的可見物質,氫元素和氦元素佔了絕大部分,如果我們考慮宇宙中所有原子都轉變為中子,然後中子一個挨著一個,那麼可以粗略估算,宇宙中所有物質組成的體積為:

V=M/ρ=10^36立方米;

對應的球體半徑大約是6億公里(火星軌道半徑是2.3億公里,木星軌道半徑是7.8億公里),當然,這只是一個粗略估算的數值。

實際上,如果宇宙所有物質都聚集在一起,那麼早就塌縮成黑洞了,無法形成中子星的物質形態,理論上中子星的質量上限大約只有3倍太陽質量。


如果我們可觀測的所有物質塌縮成一個黑洞,黑洞質量高達10^53kg,對應的史瓦西半徑高達156億光年,在此區域內沒有任何物質能夠逃離。

當然,以上計算均已可觀測宇宙為基礎,而我們所處的宇宙實際有多大,目前誰也不知道,或許我們可觀測宇宙的範圍,遠遠比我們可觀測宇宙廣袤。


我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!

星辰大海路上的种花家
2019-08-13

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

但在巨大壓力的作用下,電子是可以被壓入原子核與質子中和成中子,成為一個個中子挨著的狀態,這就是傳說中的中子星物質!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

但在巨大壓力的作用下,電子是可以被壓入原子核與質子中和成中子,成為一個個中子挨著的狀態,這就是傳說中的中子星物質!

二、所有的中子都挨在一起有多大?

為什麼把電子和質子丟了?如上文所說無限靠近的電子將和質子中合成中子,因此宇宙中剩下的都是中子,那麼將這些中子都結合在一起有多大呢?

中子星的密度為10^11千克/立方厘米,而整個可觀測宇宙的質量的其中一個數據是3.4 x 10^54千克!

那麼這個球體的體積是: 3.4 x 10^43 立方厘米

即 3.4 x 10^37 立方米

如果是一個球體的話,半徑大約為:200.9695億千米的一個球體!

200億千米大概是多大?我們來看一張圖便可知!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

但在巨大壓力的作用下,電子是可以被壓入原子核與質子中和成中子,成為一個個中子挨著的狀態,這就是傳說中的中子星物質!

二、所有的中子都挨在一起有多大?

為什麼把電子和質子丟了?如上文所說無限靠近的電子將和質子中合成中子,因此宇宙中剩下的都是中子,那麼將這些中子都結合在一起有多大呢?

中子星的密度為10^11千克/立方厘米,而整個可觀測宇宙的質量的其中一個數據是3.4 x 10^54千克!

那麼這個球體的體積是: 3.4 x 10^43 立方厘米

即 3.4 x 10^37 立方米

如果是一個球體的話,半徑大約為:200.9695億千米的一個球體!

200億千米大概是多大?我們來看一張圖便可知!

1979年出發出發的旅行者1號,截至到2018年11月時它距離地球月216億千米!剛好和這個中子組成的球體差不多大,也就是說這可中子球的直徑並沒有超出太陽的日球層多遠!但廣義上的太陽系以奧爾特云為界,直徑達一光年!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

但在巨大壓力的作用下,電子是可以被壓入原子核與質子中和成中子,成為一個個中子挨著的狀態,這就是傳說中的中子星物質!

二、所有的中子都挨在一起有多大?

為什麼把電子和質子丟了?如上文所說無限靠近的電子將和質子中合成中子,因此宇宙中剩下的都是中子,那麼將這些中子都結合在一起有多大呢?

中子星的密度為10^11千克/立方厘米,而整個可觀測宇宙的質量的其中一個數據是3.4 x 10^54千克!

那麼這個球體的體積是: 3.4 x 10^43 立方厘米

即 3.4 x 10^37 立方米

如果是一個球體的話,半徑大約為:200.9695億千米的一個球體!

200億千米大概是多大?我們來看一張圖便可知!

1979年出發出發的旅行者1號,截至到2018年11月時它距離地球月216億千米!剛好和這個中子組成的球體差不多大,也就是說這可中子球的直徑並沒有超出太陽的日球層多遠!但廣義上的太陽系以奧爾特云為界,直徑達一光年!

三、假如這些物質都堆積在一起,會是什麼天體?

其實超過奧本海默極限的中子星就坍縮為黑洞了,根本不可能累積到那麼大,不過我們倒可以來計算下這個質量坍縮後的黑洞視界有多大!

如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子都緊挨著、不留空隙,有多大?

這是一個非常有趣的話題,整個宇宙的原子核一個個都挨在一起,這將是一個如何的天體哈,當然事實上並不會存在這樣的天體,但我們可以來討論下假如存在這樣的天體會如何!

可觀測宇宙大約為930億光年,整個可觀測宇宙大約有10^80個原子,那麼一個個原子核大約有多大呢,這好像是一個問題,因為是原子核堆積在一起?

一、原子核堆積在一起的是什麼物質?

我們都知道決定元素屬性的是原子,如果是氫原子那麼組成氫元素,如果是鐵原子那麼組成的將是鐵元素!請問是什麼屬性決定了氫原子直接的差異?

原子的屬性有原子核中的質子決定

一個質子的是氫元素,兩個質子的氦元素....二十六個質子的是鐵元素,不同的中子數則決定同一種元素的同位素,它並不能決定元素的種類,但它會決定元素的活躍度,比如會因為衰變而成為另一種元素。

質子與質子以及中子之間是由強作用力結合在一起的,但在正常情況下電子與質子與中子並不能在一起,因為泡利不相容原理,多顆電子並不佔據一個量子態,因此它們在正常條件下都圍繞在原子核周圍以電子雲模式存在!

但在巨大壓力的作用下,電子是可以被壓入原子核與質子中和成中子,成為一個個中子挨著的狀態,這就是傳說中的中子星物質!

二、所有的中子都挨在一起有多大?

為什麼把電子和質子丟了?如上文所說無限靠近的電子將和質子中合成中子,因此宇宙中剩下的都是中子,那麼將這些中子都結合在一起有多大呢?

中子星的密度為10^11千克/立方厘米,而整個可觀測宇宙的質量的其中一個數據是3.4 x 10^54千克!

那麼這個球體的體積是: 3.4 x 10^43 立方厘米

即 3.4 x 10^37 立方米

如果是一個球體的話,半徑大約為:200.9695億千米的一個球體!

200億千米大概是多大?我們來看一張圖便可知!

1979年出發出發的旅行者1號,截至到2018年11月時它距離地球月216億千米!剛好和這個中子組成的球體差不多大,也就是說這可中子球的直徑並沒有超出太陽的日球層多遠!但廣義上的太陽系以奧爾特云為界,直徑達一光年!

三、假如這些物質都堆積在一起,會是什麼天體?

其實超過奧本海默極限的中子星就坍縮為黑洞了,根本不可能累積到那麼大,不過我們倒可以來計算下這個質量坍縮後的黑洞視界有多大!

根據上述公式,計算後的史瓦希半徑高達:486.7億光年,這和可觀測宇宙的半徑非常接近(可觀測宇宙其中一個數據是半徑465億光年),當然這也是我們生活在一個黑洞裡的原因由來!因為我們在黑洞的視界內,因此即使我們以光速都無法逃離這個處在視界內的宇宙!這個好玩的話題居然帶出了黑洞宇宙話題,實在比較有意思!

火星一号
2019-08-05

雖然液體和固體非常難以壓縮,但其實組成物質的原子非常空曠,原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在,阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉,人會被壓縮到15微米。那麼,如果壓縮宇宙中所有的原子,使原子核和電子都緊緊挨著,不留空隙,該物質會有多大?

雖然液體和固體非常難以壓縮,但其實組成物質的原子非常空曠,原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在,阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉,人會被壓縮到15微米。那麼,如果壓縮宇宙中所有的原子,使原子核和電子都緊緊挨著,不留空隙,該物質會有多大?

事實上,在宇宙中就有類似這種狀態的天體,那就是白矮星。對於質量不超過太陽8倍的中低質量恆星,當它們耗盡核燃料之時,將會發生引力坍縮,自身重力會壓碎原子的電子殼層,使得原子核被緊密壓縮在一起,這樣的天體被稱為白矮星。經過強烈壓縮之後,白矮星的平均密度可達10億千克/立方米。

那麼,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,那麼,該物質會有多大?

雖然液體和固體非常難以壓縮,但其實組成物質的原子非常空曠,原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在,阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉,人會被壓縮到15微米。那麼,如果壓縮宇宙中所有的原子,使原子核和電子都緊緊挨著,不留空隙,該物質會有多大?

事實上,在宇宙中就有類似這種狀態的天體,那就是白矮星。對於質量不超過太陽8倍的中低質量恆星,當它們耗盡核燃料之時,將會發生引力坍縮,自身重力會壓碎原子的電子殼層,使得原子核被緊密壓縮在一起,這樣的天體被稱為白矮星。經過強烈壓縮之後,白矮星的平均密度可達10億千克/立方米。

那麼,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,那麼,該物質會有多大?

首先,這裡討論的宇宙指的是可觀測宇宙,因為我們不清楚整個宇宙的確切大小。其次,這裡討論的物質是指由原子構成的普通物質,不包括那些數量更多的神祕暗物質和暗能量。

據估計,可觀測宇宙中的普通物質總質量至少為10^53千克。根據下式:

m=ρ·V=ρ·4/3πr^3

由此可以算出r≈30光年。

可以看到,宇宙空間和原子空間真的非常空曠。可觀測宇宙的半徑在壓縮前可達465億光年,而其中的所有物質壓縮成白矮星的狀態之後,半徑僅為30光年,這要遠遠小於星系的尺度。

雖然液體和固體非常難以壓縮,但其實組成物質的原子非常空曠,原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在,阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉,人會被壓縮到15微米。那麼,如果壓縮宇宙中所有的原子,使原子核和電子都緊緊挨著,不留空隙,該物質會有多大?

事實上,在宇宙中就有類似這種狀態的天體,那就是白矮星。對於質量不超過太陽8倍的中低質量恆星,當它們耗盡核燃料之時,將會發生引力坍縮,自身重力會壓碎原子的電子殼層,使得原子核被緊密壓縮在一起,這樣的天體被稱為白矮星。經過強烈壓縮之後,白矮星的平均密度可達10億千克/立方米。

那麼,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,那麼,該物質會有多大?

首先,這裡討論的宇宙指的是可觀測宇宙,因為我們不清楚整個宇宙的確切大小。其次,這裡討論的物質是指由原子構成的普通物質,不包括那些數量更多的神祕暗物質和暗能量。

據估計,可觀測宇宙中的普通物質總質量至少為10^53千克。根據下式:

m=ρ·V=ρ·4/3πr^3

由此可以算出r≈30光年。

可以看到,宇宙空間和原子空間真的非常空曠。可觀測宇宙的半徑在壓縮前可達465億光年,而其中的所有物質壓縮成白矮星的狀態之後,半徑僅為30光年,這要遠遠小於星系的尺度。

不過,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,這並不會穩定。由於自身重力足夠強大,這會導致電子和中子簡併壓力都被重力壓垮,導致物質無限坍縮,最後的結果將會成為黑洞。那麼,這個黑洞會有多大呢?

根據史瓦西半徑:

雖然液體和固體非常難以壓縮,但其實組成物質的原子非常空曠,原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在,阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉,人會被壓縮到15微米。那麼,如果壓縮宇宙中所有的原子,使原子核和電子都緊緊挨著,不留空隙,該物質會有多大?

事實上,在宇宙中就有類似這種狀態的天體,那就是白矮星。對於質量不超過太陽8倍的中低質量恆星,當它們耗盡核燃料之時,將會發生引力坍縮,自身重力會壓碎原子的電子殼層,使得原子核被緊密壓縮在一起,這樣的天體被稱為白矮星。經過強烈壓縮之後,白矮星的平均密度可達10億千克/立方米。

那麼,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,那麼,該物質會有多大?

首先,這裡討論的宇宙指的是可觀測宇宙,因為我們不清楚整個宇宙的確切大小。其次,這裡討論的物質是指由原子構成的普通物質,不包括那些數量更多的神祕暗物質和暗能量。

據估計,可觀測宇宙中的普通物質總質量至少為10^53千克。根據下式:

m=ρ·V=ρ·4/3πr^3

由此可以算出r≈30光年。

可以看到,宇宙空間和原子空間真的非常空曠。可觀測宇宙的半徑在壓縮前可達465億光年,而其中的所有物質壓縮成白矮星的狀態之後,半徑僅為30光年,這要遠遠小於星系的尺度。

不過,如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態,這並不會穩定。由於自身重力足夠強大,這會導致電子和中子簡併壓力都被重力壓垮,導致物質無限坍縮,最後的結果將會成為黑洞。那麼,這個黑洞會有多大呢?

根據史瓦西半徑:

這個黑洞的視界半徑只與質量有關,代入數據可以算出為157億光年。這是一個相當大的範圍,沒有任何東西可以逃出該區域。

此前,有人猜測,我們會不會就在一個黑洞的內部呢?

雖然這個猜測看似合理,但計算結果表明並不成立。因為可觀測宇宙半徑遠大於157億光年,而整個宇宙的大小更是不可測量。

科学探秘频道
2019-08-13

題主說的情況根本不可能發生!因為如果真的把整個宇宙的物質集中在一起,而且還是這麼緊密的挨在一起。那麼這些物質會由於質量過於巨大,而直接坍縮為黑洞。變成黑洞之後,體積變得無窮小,就是一個點而已。第二,電子和原子核不可能緊密排列在一起,電子和電子也不會緊緊挨在一起。因為根據量子力學,原子中電子是由特定軌道的,每個軌道只能夠存在兩個自選相反的電子。所以說,題主的假設根本就不可能實現。我們可以把物質集中在一個區域,但是卻無法讓它們“肩並肩”靠在一起。

題主說的情況根本不可能發生!因為如果真的把整個宇宙的物質集中在一起,而且還是這麼緊密的挨在一起。那麼這些物質會由於質量過於巨大,而直接坍縮為黑洞。變成黑洞之後,體積變得無窮小,就是一個點而已。第二,電子和原子核不可能緊密排列在一起,電子和電子也不會緊緊挨在一起。因為根據量子力學,原子中電子是由特定軌道的,每個軌道只能夠存在兩個自選相反的電子。所以說,題主的假設根本就不可能實現。我們可以把物質集中在一個區域,但是卻無法讓它們“肩並肩”靠在一起。



當然了,如果非要槓,非要用某種超自然力量把它們靠在一起,那麼我們也不妨來看下體積有多大。說實話,電子再小也有體積,電子直徑是10^-15m,雖然小,但總有體積。我們假設原子核也這麼大,那麼只要知道宇宙中有多少電子和原子核,就可以大概估算一下整個宇宙物質縮小後的體積。那麼,宇宙中到底有多少物質呢?

題主說的情況根本不可能發生!因為如果真的把整個宇宙的物質集中在一起,而且還是這麼緊密的挨在一起。那麼這些物質會由於質量過於巨大,而直接坍縮為黑洞。變成黑洞之後,體積變得無窮小,就是一個點而已。第二,電子和原子核不可能緊密排列在一起,電子和電子也不會緊緊挨在一起。因為根據量子力學,原子中電子是由特定軌道的,每個軌道只能夠存在兩個自選相反的電子。所以說,題主的假設根本就不可能實現。我們可以把物質集中在一個區域,但是卻無法讓它們“肩並肩”靠在一起。



當然了,如果非要槓,非要用某種超自然力量把它們靠在一起,那麼我們也不妨來看下體積有多大。說實話,電子再小也有體積,電子直徑是10^-15m,雖然小,但總有體積。我們假設原子核也這麼大,那麼只要知道宇宙中有多少電子和原子核,就可以大概估算一下整個宇宙物質縮小後的體積。那麼,宇宙中到底有多少物質呢?



其實,這個答案任何科學家都無法給你答案。我們可觀測的宇宙是930億光年,然而整個宇宙並非只有這麼大。到底有多大,誰也不知道。可能無窮大,可能大的我們無法想象。總之,你的想象力有多大,宇宙就有多大。如此說來,宇宙中的電子和原子核數目也是無窮的,這樣,即便把整個宇宙的物質集中在一起,其體積仍然可以大到我們無法想象!

題主說的情況根本不可能發生!因為如果真的把整個宇宙的物質集中在一起,而且還是這麼緊密的挨在一起。那麼這些物質會由於質量過於巨大,而直接坍縮為黑洞。變成黑洞之後,體積變得無窮小,就是一個點而已。第二,電子和原子核不可能緊密排列在一起,電子和電子也不會緊緊挨在一起。因為根據量子力學,原子中電子是由特定軌道的,每個軌道只能夠存在兩個自選相反的電子。所以說,題主的假設根本就不可能實現。我們可以把物質集中在一個區域,但是卻無法讓它們“肩並肩”靠在一起。



當然了,如果非要槓,非要用某種超自然力量把它們靠在一起,那麼我們也不妨來看下體積有多大。說實話,電子再小也有體積,電子直徑是10^-15m,雖然小,但總有體積。我們假設原子核也這麼大,那麼只要知道宇宙中有多少電子和原子核,就可以大概估算一下整個宇宙物質縮小後的體積。那麼,宇宙中到底有多少物質呢?



其實,這個答案任何科學家都無法給你答案。我們可觀測的宇宙是930億光年,然而整個宇宙並非只有這麼大。到底有多大,誰也不知道。可能無窮大,可能大的我們無法想象。總之,你的想象力有多大,宇宙就有多大。如此說來,宇宙中的電子和原子核數目也是無窮的,這樣,即便把整個宇宙的物質集中在一起,其體積仍然可以大到我們無法想象!

題主說的情況根本不可能發生!因為如果真的把整個宇宙的物質集中在一起,而且還是這麼緊密的挨在一起。那麼這些物質會由於質量過於巨大,而直接坍縮為黑洞。變成黑洞之後,體積變得無窮小,就是一個點而已。第二,電子和原子核不可能緊密排列在一起,電子和電子也不會緊緊挨在一起。因為根據量子力學,原子中電子是由特定軌道的,每個軌道只能夠存在兩個自選相反的電子。所以說,題主的假設根本就不可能實現。我們可以把物質集中在一個區域,但是卻無法讓它們“肩並肩”靠在一起。



當然了,如果非要槓,非要用某種超自然力量把它們靠在一起,那麼我們也不妨來看下體積有多大。說實話,電子再小也有體積,電子直徑是10^-15m,雖然小,但總有體積。我們假設原子核也這麼大,那麼只要知道宇宙中有多少電子和原子核,就可以大概估算一下整個宇宙物質縮小後的體積。那麼,宇宙中到底有多少物質呢?



其實,這個答案任何科學家都無法給你答案。我們可觀測的宇宙是930億光年,然而整個宇宙並非只有這麼大。到底有多大,誰也不知道。可能無窮大,可能大的我們無法想象。總之,你的想象力有多大,宇宙就有多大。如此說來,宇宙中的電子和原子核數目也是無窮的,這樣,即便把整個宇宙的物質集中在一起,其體積仍然可以大到我們無法想象!




我們就像是大海中為微生物,永遠不知道大海有多大。我們短暫的一生,對於宇宙來說,就像是大海眨了下眼睛。所以,任何對於整個宇宙的問題,註定沒有答案!

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