密度有極限嗎?自然界和宇宙中密度最高的物質是?

宇宙 黑洞 地球 星辰大海路上的種花家 2019-04-08

自然界密度最低的元素是氫,一個大氣壓下密度約為0.08342千克/立方米,密度最大的是鋨,密度達到22.59噸/立方米,比任何一種元素都高!而最容易記得的是水,一立方米水就是一噸!

密度有極限嗎?自然界和宇宙中密度最高的物質是?

上圖三種密度都是比較大的元素,那麼自然界中還有比鋨密度更高元素嗎?很抱歉沒有了,即使地核物質也僅僅是達到了10.7噸/立方米而已,比起金屬鋨來也就一半左右而已!儘管在地球上已經鋨的密度已經達到了極限,但在宇宙中這幾乎連門檻都還算不上,因為太陽中心物質即達到了150噸/立方米,大約是鋨的7倍,水的150倍!

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而太陽未來的白矮星密度將能達到更大,因為現在的太陽有輻射壓的支撐,內核並沒有受到超大質量外殼的擠壓,在未來氫元素耗盡後將失去輻射壓的支撐,在巨大的壓力下,將電子壓到了原子核周圍,最終聚集在極小的空間內形成電子簡併態物質,其密度達到了1000萬噸/立方米左右!

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但比太陽更大質量的恆星未來的最終結局並非是白矮星,而是在超新星爆發拋棄外殼後內核在自身巨大質量的作用下將坍縮成中子星,高壓將核外電子壓入了原子核,與中子中和成了中子,因此理論上的中子星將不再具有質子,但事實上中子星並非從外道內都是中子,而是具有上圖的結構!而其密度則達到了8^11~10^12噸/立方米,大約是水密度的一百萬億倍以上!

密度有極限嗎?自然界和宇宙中密度最高的物質是?

比形成中子星質量更大的恆星在未來結局中內核將坍縮成黑洞(內核大於3.2倍太陽質量),儘管有一種理論認為在黑洞和中子星之間可能還存在一種夸克星,但從未被證實過!因此在宇宙中密度最大的物質應該要數黑洞物質了!因為它是一個無法測量尺寸的點,而且其無論吞噬多少物質,它依然是一個點,只有不斷過大的視界表明它的質量已經膨脹到了難以想象的程度!

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但還有一個傳輸中的宇宙大爆炸奇點必須提一下,因為根據描述,它是一個高溫緻密的奇點,不過卻有一個非常有趣的現象是宇宙大爆炸尚未發生時,根本就無法用空間的尺寸來衡量這個奇點,因為時間和空間以及所有物質都在這個奇點內,似乎從這一點上看,這個奇點儘管看起來比所有物質的密度都要大,但卻無法來形容!各位認為呢?

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