有人提出密度有沒有極限這個話題,我們大家來討論一下。
時空通訊認為密度無極限,奇點就是密度無限大,就是說這個奇點中密度是無限的。
目前科學猜想的奇點有兩種,一種是宇宙大爆炸前的奇點,一種是黑洞中心的奇點。這兩種奇點的共性就是體積無限小,密度無限大,時空曲率無限大。這後面幾個無限,完全是前面那個體積無限小引申出來的。我們想想,既然一個沒有辦法衡量體積的東西,小到無的東西,即使裡面只有一個質子,也會壓縮成無限密度了。
所以密度是無限的。但地球上所有物質都是有限的,因為只要在地球上,就沒有辦法達到那麼高的壓力。而且在宇宙中除了奇點,密度也都是有限的。
我們常見的物質都是有密度的,物質的密度比較實際上就是同體積所包含質量的多少。
氣體密度是最小的。比如空氣,密度為每立方米1.293公斤,也就是每立方釐米0.001293克;而氫每立方米只有0.08342公斤,每立方釐米就只有0.00008342克。
液體比氣體密度要大一些。比如水每立方米為1噸,每立方釐米(毫升)為1克,1升水1000毫升,就是1公斤。所以一般把水的密度稱為1。所有物質密度都可以看作是水的比例,所以又稱為比重。
汽油為0.7,就是同等體積的汽油相當於水質量的70%;酒精為0.79,就是1000毫升100%的酒精只有0.79公斤。所以兄弟們買酒時切記,同等價格1斤比500毫升更划得來。
以此類推,植物油根據不同原料製造出來約為0.9~0.93之間,人血為1.054,蜂蜜為1.4等等。液體中恐怕水銀是密度最大的了,為13.6。這些都是以克為單位,比如酒精比重0.79就是每立方釐米0.79克。
固態物質常見的有:泡沫塑料為0.01~0.03,木材根據不同品種在0.4~0.9之間,冰為0.9,石蠟為0.9,玻璃為2.4~2.8,鐵為7.8,銅為8.9,銀為10.53,金為19.32。目前已知密度最大的金屬元素就是鋨,密度達到22.59。
從以上密度的比較我們可以看出,所謂密度實際上就是同等體積的東西越輕密度就越小,越重密度就越大。
地球是一個以水為主的世界,所以密度一個最直觀的現象就是,凡是比水密度小的物質都能浮在水面上,凡是比水密度大的物質就只能沉下去了。根據這個原理,人類發明了船隻。
開始是用比水密度小的木頭做,後來人們發現用比水密度大的物質,只要做出足夠的空間也能夠漂浮,這是因為把重物質做成中空的箱形,整個體積平均密度就比水密度小了,當然就能夠浮在水面上了。
還有一種方式可以把物資密度改變,甚至把物質變成另外的物質,這就是壓力。在宇宙中一些極端壓力狀態下,就有一些密度很高的特殊物質。
比如地球地心,壓力達到360萬個,溫度達到6800度,比太陽表面溫度還高,那裡的物質主要有鐵鎳組成,正常情況下鐵的密度約7.9,鎳的密度為8.9,但在地心高壓下,密度達到12.5。
但地球相比太陽又是小巫見大巫了。太陽質量是地球的33萬倍,中心壓力達到3000億大氣壓,溫度達到1500萬度,物質密度達到150,也就是150克一個立方釐米,1個立方米150噸。要知道太陽是一個氣態的星球,中心進行著熱核聚變的只是世界上最輕的氫元素。
但太陽比起中子星、白矮星又是小巫見大巫了,這兩種天體是宇宙中極端的天體。白矮星上的物質已經不是普通物質,在巨大引力壓力下,物質坍縮成為電子簡併態,每立方釐米密度達到1~10噸,中子星上在極端的壓力下,物質被壓縮成為中子簡併態,每立方釐米密度達到1~20億噸。這是人類已知除了奇點以外密度最大的物質了。
科學界認為還可能有夸克星的存在,這種天體物質密度比中子星又要大若干數量級。但目前尚沒有發現這種天體的真實存在。
這就是宇宙中物質的密度情況,歡迎大家一起來討論。
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