原子不可再分割,內部會是空心的嗎?每顆原子都藏著一個黑洞

2020-11-26 奇點使者

審核:小文

最初,人類以為原子是一個不可分割的實心小球,但是在在盧瑟福和他的學生用α粒子(氦4原子核)轟擊僅有幾個原子厚度的金箔時發現,其實絕大多數的α粒子可以直接穿越金箔,只有少部分的α粒子被彈開了,這個出乎意料的結果讓盧瑟福陷入了沉思,最後他認為原子其實不是像道爾頓所說的那樣是個實心的小球,也不是湯姆遜的原子模型,而應該是盧瑟福的原子模型!

盧瑟福的原子模型其實已經非常接近現代原子的模型了,除了電子還有明確的軌道外,其他的都與現代原子模型相差不大了,雖然我們認為原子內部是空還是不空與原子是軌道運行還是電子云模式運行並沒有太大的出入,但是實際上兩者的差異可以說是天差地別的。

現代原子模型中的核外電子是電子云的形式存在的,當然啦,電子的能級躍遷並沒有影響它的運行,只是影響它出現的概率,即使如此,問題依然存在呀。

首先,原子的內部除了原子核以外真的是空的嗎?從宏觀上看,是這樣的,但是我們要知道,電子與電子之間存在同電荷相排斥的特性,再加上有簡併力的存在,所以這看起來好像原子的內部是空的,但這不是空的原因。舉個例子,我們都知道液體和固體是很難被壓縮成一點的,因為水的壓縮率大約是每增加一個大氣壓,水的密度就會增加到百萬分之四十六了,因為這是一個極為小的數字,所以在進行壓縮的時候是可以忽略不計的。

因為壓縮首先接觸的是外圍電子之間的斥力,然後是泡利不相容原理下的電子簡併力,因此即使原子內部是空空的,還是充滿了各種普通力量難以抗衡的力,看到這裡你還覺得原子內部是空的嗎?

真的存在絕對實心的物質嗎?要知道空的就是空的,即使有簡併力或者斥力的支持也是無用的,因為總會有一個狀態,電子簡併態產生的支撐力還不足以對抗引力,這跟強作用力是不一樣的,引力是可以無限疊加,所以這四種基本的作用力中農,只有引力是一直不變且可以無限疊加的。

要是能將電子簡併態壓縮到極致那就是白矮星的標準了,一般需要0.8個太陽質量以上就可以了,但是電子與原子核之間是有距離的,所以當質量超過了錢德拉塞卡極限時,那麼電子簡併態是抵擋不了引力的進攻的,而此時電子將被壓入原子核合成中子,如此絕對實心的物質就有了。從理論上來看,中子星的門檻就是原子核的密度,因此原子核與原子核之間是無法辨認的,這時只有中和後的中子。

要想找到絕對實心的物質還是有點困難的,因為中子簡併態和夸克支撐的中子依然可以被壓塌的,甚至最終會成為黑洞。

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    如果將顯微鏡無限放大,會看到什麼?,每顆原子都藏著一個世界!人人都知道,世界中的萬事萬物都是由原子組成,就連人類也是。人類在地球上生存很長時間了,一直都在探索宇宙,宇宙比我們想像中浩瀚的多,我們根本無法預知宇宙的盡頭到底在哪裡,很多科學家一直以來都在潛心研究宇宙中到底隱藏著什麼?其實宇宙就在我們身邊,任何一個微小的物質放大之後都是一個宇宙,很多人剛開始都聽起來非常荒謬,畢竟一個原子的體積那麼小,怎麼會是一個宇宙呢?
  • 原子內部究竟是不是實心的?有絕對實心的物質存在嗎?
    人類在原子時代中認為原子是一個不可再分的實心小球,這也就是一個棗糕模型。但是在盧瑟福和他的學生研究中,在利用阿法粒子轟擊有幾個原子疊加厚度的金箔,只有少部分阿法粒子被反彈而已。這個結果與原先的棗糕模型完全不搭,這讓他們產生了質疑。
  • 物質是可以無限分割的嗎?原子,原子核,夸克,還有什麼?
    那麼物質是可以無限分割,還是由基本不可分的粒子構成的呢?》裡談到「端,體之無序最前者也」,就是講端這個類似於原子的概念,端是不可以再繼續分割的,它是組成物質的不可分割的最小單元。後世的儒家也一直主張物質不可無限分割,《中庸》裡談到「語小,天下莫能破焉。」,大儒朱熹解釋說,天下莫能破是無內,無內則是至小。當原子的概念從西方傳遞過來,Atom的希臘文原意就是不可分割的,國內就首先被翻譯為「莫破」,後來才有原子的稱呼。
  • 一個原子大小的黑洞掉到地球上會發生什麼?
    在回答這個問題之前,我們首先要搞清楚黑洞的定義是什麼?我們通常所認為的黑洞,是空間中這樣一個區域,它內部的重力極大,以致於任何東西都將被其吸引,連光都無法逃脫。黑洞包括兩個部分:一個是位於它中心的奇點,它是黑洞的質點,黑洞所有的質量都集中在這個比原子還小得多的、幾乎是無限小的點上;而在這個奇點的外圍有一個區域,在這個區域裡因為引力極大,連光子都無法逃脫,所以我們從外界看它是黑色的,我們無法知道裡邊發生了什麼事情,因此將這個黑色區域的邊界稱為「事件視界」,又有人稱之為黑洞的「地平線」。
  • 既然原子的大部分結構都是空心,為什麼物質不可滲透和空心的呢?
    由於單個原子本身對於世界物質而言已經是非常渺小的,所以即使原子內部存在真空空隙,也不可能會有比原子更大的物質能夠滲透原子內部。同時,原子內部空間存在更細小的原子核和電子。原子核的質量基本就是原子的質量,但是電子會繞著原子核運動,進而產生極其微小空間內的引力場、磁力場,這些能量場會對其他不屬於原子單子而又比原子更加細小的粒子進行力場排斥。
  • 為什麼原子的內部大部分空間是空的?
    引言:在日常生活中,我們將一個內部結構被填滿的物體定義為「實心物體」,例如實心球、實心棒等等。但如果按照嚴格意義上來講的話,地球上應該不存在絕對實心的物質,因為原子的內部結構就不是實心的,而且還有很多空間都是空的。
  • 如果地球出現一個直徑只有一個原子那麼大的黑洞會怎麼樣?
    如果霍金對那麼一個原子那麼大的黑洞有可能會在霍金輻射下劇烈蒸發,如果霍金算得沒錯,原子大小的黑洞吸收質量的速度遠小於輻射質量的速度,那麼這個迷你黑洞將在劇烈的輻射中消耗殆盡。但是萬一霍金輻射錯了呢……萬一黑洞不存在霍金輻射呢?……這問題就比較複雜了,要看這個黑洞的初始速度和運動方向。
  • 如果原子內部是一個宇宙,那麼從行星出發後將再無法回去!
    一億是個很大的數字,無論原來是多大,一旦乘以一億倍,那立馬就成了天文數字,種花家曾經不止一次想過,要是全國每人都給一塊錢,那老子就發大財了!印象中這原子實在很小,放大一億倍,會有一個全新的宇宙嗎?原子無限放大就能成為宇宙嗎?盧瑟福通過α粒子散射發現了才知道原子內部絕大部分空間居然空空如也,原子核只是在內部佔據一丟丟大小,但對電子分布模式的不了解,因此才有了如下行星類似的原子模型!
  • 高一原子結構原子說
    「一尺之錘,日取其半,萬世不竭」——物質是無限可分的;墨子:物質被分割是有條件的,物質不能被分割的最小單位稱為「端」;德謨克利特:古典原子理論——物質只能分割到原子為止;道爾頓:近代原子論(1)化學元素均由不可再分的微粒構成,這種微粒稱為原子;(2)原子在一切化學變化中均保持其不可再分性;(3)同種元素的原子質量和性質都相同,不同元素的原子質量和性質都不相同;(4)不同元素化合時,這些元素的原子按簡單整數比結合成化合物。
  • 夸克真的不能再分割了嗎?
    但是,夸克真的不能夠再分割嗎?我想並非如此。當初科學家們認為電子就是組成物質最基本的粒子,是不可以繼續分割的。但是隨著技術的發展,人們逐漸意識到原子內部還有結構,原子是由電子和原子核組成的,而原子核則是有質子和中子組成。到了這個時候,科學家們又認為電子、質子和中子就是組成物質的最基本粒子了,這些粒子不可以再分割下去了。
  • 黑洞也無法將原子撕碎,但超高溫可以,人類窮盡技術能實現嗎?
    但史瓦西傑出這個答案後由於觀測技術上的原因,很長一段時間內都無法驗證黑洞的存在。因此黑洞成了廣相裡一個著名的預言!黑洞真的能撕裂原子嗎?這是一個比較有趣的話題,準確的說可能並不是撕裂,因為將一個棉花團撕扯成一條條和壓縮成一個更小的棉花團很明顯是兩個過程。而黑洞撕裂原子更像是後者,我們來簡單說明下這個過程。
  • 原子內絕大部分空間都是空的?有絕對實心的物質嗎?
    人類一直到了原子時代早期都還認為原子是一個不可分割的實心小球,這就是著名的原子棗糕模型,但這一切在盧瑟福和他的學生用α粒子(氦4原子核)轟擊僅有幾個原子厚度的金箔時發現,絕大多數α粒子穿透金箔而去,只有極少的α粒子被彈開,這個出乎意料的結果不得不讓盧瑟福陷入沉思,當然最終他認為原子並非像道爾頓所描述的實心小球,也不是湯姆遜的原子模型,而是盧瑟福的原子模型!
  • 黑洞力量到底有多大,能夠撕碎原子嗎?
    很多人對黑洞的力量完全一無所知,總幻想著黑洞中還有物質存在,那麼這種物質是什麼形態呢?甚至有人問:黑洞裡的原子被撕碎了嗎? 答案是肯定的,黑洞不但撕碎了原子,還撕碎一切最小的粒子。宇宙中存在著三種緻密天體,即白矮星、中子星、黑洞,這三種天體都是以破壞原子結構為存在依據的。
  • 原子內部的99.996%的空間都是空的,那可以將原子縮小嗎?
    這是原子核內部的電子運動示意圖,在巨大的壓力下,這些電子是可以非常靠近原子核但仍然和其有一定的距離,與周圍其他原子核相距很近組成電子簡併態物質,根據泡利不相容原理,這些粒子並無法佔據同一量子態,因此會形成相互之間的斥力,這也是阻止白矮星的簡併態物質進一步坍縮的重要依據!
  • 人體由大量原子組成,這些原子從哪來?人逝世後原子又會去哪?
    (高)眉宇原創2026:人身上的原子來自哪裡?人死後,原子又會去哪裡?自擬標題:人體由大量原子組成,這些原子從哪來?人逝世後原子又會去哪?引言:原子是什麼?原子看不見也摸不著,但卻發揮著巨大作用,地球內幾乎所有事物都由原子構成,那麼,大量原子是從哪裡來的呢?說到原子,相信大家對它既熟悉又陌生,它廣泛存在於生活各處,但我們無法以肉眼看到它,也無法直接觸摸到它。從定義上來看,它是構成化學反應的最基本微粒,不可以再被分割。
  • 物質的分割得到了原子,原子只是傾向,微觀粒子則鬼魅般存在。
    量子力學描述的是微觀世界粒子的行為,顯然會與我們所能感知的宏觀世界有很大的不同。哪裡不同呢?科學家發現微觀粒子處於不確定狀態 ,也就是微觀粒子可以同時處於多種狀態。微觀粒子不像撞球桌上滾動的撞球,而是像一團霧,讓人無法看清其運動軌跡。對於微觀粒子,我們無法像宏觀世界中那樣,可以對某個物體準確把握其運動軌跡。
  • 如果將原子放大無數倍,會不會發現另一個宇宙?
    在粒子物理標準模型中,輕子與夸克都被看作是點粒子,什麼是點粒子呢,就是沒有內部結構的粒子,無法繼續往下分了。到現在為止,我們似乎找到了組成物質的最基本單元,但真的是這樣嗎?顯然不會是這樣,弦論又給我們指出了另一條道。
  • 【淺談原子物理】原子的基本狀況之原子質量和大小的測定
    原子,是指在化學反應中不可再分割的微粒。在化學反應中不可再分割,但不代表其本身不可再分割。我們沒有人真正用肉眼看見過原子,因為原子的線度超過了肉眼的最大辨識度。不同原子都有其特定物理結構。一個完整的原子由原子核和核外電子構成,原子核又由中子和質子組成,質子帶正電,電子帶負電(也有一種特殊的電子,帶正電,叫正電子),中子不帶電,中子和質子則是由不同種的夸克組成,當然這都不在本節我們探討的範圍內。現在我們主要先來談一下原子物理中原子質量和大小的測定及其相關的問題。
  • 原子結構——一個故事帶我們釐清人們認識原子內部結構的過程
    原子結構——一個故事帶我們釐清人們認識原子內部結構的過程。今天給各位同學們講一個故事,關於原子結構的故事,我們可以通過這個長長的故事,來釐清人們在研究原子內部結構過程中的脈絡。電子的質量只比最輕原子的質量的1/2000稍多一點,由此可見,電子應該是原子的組成部分之一,是比原子更小的,更基本的物質單元。電子的發現,證明原子是可以再分的。既然原子是可以再分的,那麼原子組成原子的物質究竟是什麼呢?雖然說,我們發現了,電子是來自於原子內部,而且電子所帶的電是負電,那麼組成原子的另一部分,人們把它命名為原子核,應該帶正點。
  • 人是由原子組成的,人類會思考,那麼原子會思考嗎?
    也許這個宇宙中除了黑洞和中子星物質,其他都是有原子構成的,無論是沒有生命的無機物質還是具有生命特徵的各類生物,但如果要說起會思考的物種,那首選肯定是人類,或許也有其他高智商的物種也會進行簡單的思考,但複雜思考的唯有人類!