如果你把原子裡的電子全部擠出來等於活生生把月球直徑壓到2.5米

2021-01-18 宇宙奧秘
在生活中,很多金屬都是常見物質,比如鐵,鐵的密度是每立方釐米7.9克,為普通巖石密度的的兩倍多。鉑的密度是每立方釐米21.5克,約為鐵的密度的2.8倍,已經相當大了,但是科學家發現一種物質,它的密度介於白矮星和中子星之間,簡直大的驚人!



物質的形態包括固態、液態、氣態和等離子態,而被科學家發現的這種物質是會物質的一種新的形態,故被稱為第五態,也被稱為超固態,或超密態。當物質處於在140萬大氣壓下,物質的原子就可能被「壓碎」。電子全部被「擠出」原子,形成電子氣體,裸露的原子核緊密地排列,物質密度極大,一塊沙礫大小該物質,其質量至少在1000噸,這時就是超固態物質,同時它也是一種空間有序(比如固體或晶體)的材料,具有超流動性。換句話說,超固體同時具有固體和流體的特性。當量子流體,比如He-4冷卻到某特徵溫度以下時,He-4將經歷超流轉變,進入一個零黏性的態。



按地球引力計算,超固態密度介於白矮星和中子星之間,白矮星其中心密度為每立方釐米一百噸左右。組成白矮星的物質受到超高壓,分子之間的空隙以及原子之間的空隙早已被壓得消失殆盡,而且原子核與電子之間的空隙(原子核的體積只佔整個原子體積的幾千億分之一,因此原子內是十分敞空的)也被壓得幾乎沒有了。這時,電子全部被壓進原子內層,電子殼層不復存在,其密度幾乎接近原子核的密度。



而中子星則更恐怖,由於超高壓的作用,原子核外的電子99%被壓進原子核,與核內質子結合形成了中子,其密度達到恐怖的每立方釐米達十億噸左右。如果超高壓的作用把地球和月球分別壓成中子星,那麼地球的直徑只有200米左右,月球的直徑則只有2.5米左右。

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  • 如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子緊挨著、不留空隙,有多大?
    原子核體積佔原子的比例核外電子在這「無比巨大」的空間中運動,而核外電子的半徑不大於10^-22米,與質子、中子相比完全可以忽略不計。因此如果把原子空間都壓縮掉,只剩下原子核和電子,那全宇宙的實體物質又會縮小几千億倍。
  • 可觀測宇宙內一共有多少原子?如果把原子核聚集到一起能有多大?
    我們在中學物理課上都學過,原子是由原子核以及核外電子所組成,其中原子核中又包含著質子和中子(H1是唯一沒有中子的元素),雖然原子的體積非常微小,半徑只有10^(-10)米級別,但是原子核的尺寸更小,其半徑只有10^(-15)米級別,因此組成物質的原子,實際上中間是非常空曠的,超過99%的空間什麼都沒有,這也就給了人們以「壓縮原子」的假想空間。
  • 可觀測宇宙內一共有多少原子?如果把原子核聚集到一起能有多大?
    我們在中學物理課上都學過,原子是由原子核以及核外電子所組成,其中原子核中又包含著質子和中子(H1是唯一沒有中子的元素),雖然原子的體積非常微小,半徑只有10^(-10)米級別,但是原子核的尺寸更小,其半徑只有10^(-15)米級別,因此組成物質的原子,實際上中間是非常空曠的,超過99%
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    趣味探索訊 在現如今的外星球表面,能夠行駛的高科技人造物只有兩個,一個是引以為傲的美國好奇號火星車,另一個是讓國外羨慕不已的中國玉兔2號月球巡視車。截止到今年5月17日,我國玉兔2號已經在38公裡外月球背面安然地行駛了500個地球日,等於17個月球日。
  • 原子核直徑先測量出後很久才知道原子的直徑,是真的嗎?
    估計大家都不太有概念,但這個級別遠不到原子就是了!原子電子原子核長度測量理論上來看原子的半徑很好測量,不過就是一個球體麼,即使不能用可見光,那麼能對紫外線感光甚至X光感光的的設備來對原子成像不就好了麼?但事實上還真有一個問題,因為原子並非是湯姆遜的葡萄乾布丁模型,而是薛丁格的電子云模型!
  • 如果把原子比作地球,原子核會有多大?
    大部分人都知道原子由原子核與核外電子構成,而且原子核的質量佔了整個原子的大多數,但具體原子核在原子中有多大,和整個原子比較又如何這確實不容易想像!緊接著湯姆孫模型出現電子也終被發現,這種模型認為原子是球形膠凍狀。而且電子與原子核的分布實在看不懂、、、。而在盧瑟福模型出現後才有了在原子中心,有一個帶正電的、體積很小的,幾乎集中了全部原子質量的原子核的概念。
  • 一立方釐米的中子星幾十億噸重,若地球被壓成中子星,會有多大?
    中子星就是傳聞中密度無比大的星球,僅僅是1立方釐米的中子星物質都重達8000萬到20億噸之間,意思是米粒大小的物體掉地上都可能把地表砸個窟窿甚至穿個孔出來,這個密度究竟是多大已經超乎我們的想像。
  • 地球可以被壓縮嗎,宇宙中的緻密天體是怎樣「製造」出來的?
    因此黑洞看起來就是一個黑咕隆咚的洞,在洞的外圍有一個視界,可以觀察到物質在掉落進去前迸發出來的亮光,探測到各種高能射線。地球上無法形成壓縮天體的巨大壓力。地球這種質量的星球,其核心引力壓只有300萬個大氣壓,對地球的壓縮只能這麼大,無法再往小裡壓。
  • 直觀的說如果一個原子相當一個地球,那麼原子核有多大?
    原子與原子核大小相差很多,有點像我們太陽系,太陽在中間只佔那麼一小點空間,卻有半徑一光年的巨大引力場(奧爾特云為邊際),而太陽卻佔有整個太陽系質量的99.86%,所以常常有人把原子與太陽系運行打比,認為這個世界從微觀到宏觀都是一樣的。其實微觀世界的運行與天體宏觀運行規律並不一樣,所適用的作用力也不一樣。
  • 如果把銀河系縮小到一個電子的大小,那麼宇宙有多大呢?
    根據粒子物理標準模型,電子是基本粒子,它們是沒有大小的點粒子。目前的測量結果表明,電子半徑小於質子半徑的千分之一,這裡就取10^-18米。 電子的直徑大約是10^-15m,這個目前雖然還有爭議但是本題就用這個數據了,而整個原子的直徑大約是電子的
  • 原子99.9……96%的體積都是空的,那可不可以將原子縮小呢?
    原子核密度很高,每立方米有10的14次方噸,質量佔原子的99.96%,根據玻爾原子模型,核外電子排布在原子核周圍廣大空間的特定軌道,電子處在一系列分立的穩態上,即軌道量子化,儘管質子和電子之間有正負電荷的庫侖力,但根本不足以抵抗泡利不相容原理產生的斥力(電子簡併壓),電子不會落到原子核上,但是隨著天體物理學的發展和天文觀測水平的提高,人們發現了大量的白矮星(就是人們常說的鑽石星)。
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  • 怎麼理解M87黑洞65億個太陽質量濃縮到一個比原子還小的奇點裡?
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