宇宙中最重的物質是什麼?

2020-12-11 科普探空使者

人們常說,金比鐵要重,水比油要重。這裡的重是指在相同的體積下,質量更加大的意思。換句話說,就是密度更大的意思。所以一些經驗比較老道的銅匠,他可以只用手來掂量掂量,就可以知道手裡的銅器有沒有摻假了。在我們的印象中,我們看到的,摸到了的東西,總有實心與空心之分。比如我們手裡拿著一個足球,我們就會知道裡面是空的。當我們手機拿著銅塊的時候,因為手裡拿著比較重,我們就會認為它是實心的。但是事實上,它真的是實心的嗎?它的裡面都是充滿物質的嗎?

答案當然是否定的。如果我們將其放到電子顯微鏡下觀察,銅塊是由一個個銅原子構成。銅原子本身就呈現出球狀,所以無論再怎麼緊密,都會有空隙的存在。科學家認為,元素能夠保持其化學性質的最小單位就是原子。我們都知道,原子是由原子核以及核外電子構成。在中學的課本模型中,我們就已經知道原子的內部已經不是原子核與核外電子緊密的聯繫在一起了。但是事實上,中學的課本只是由於版面有限,無法畫出真實的比例。在電子顯微鏡下我們可以看到,如果將一個原子比喻成一個足球場,那麼原子核就是其中的一個桌球,而核外電子就是肉眼都看不到。

所以說,物體的密度就是其內部蘊含的物質有多少。那麼宇宙中密度最大的物質是什麼呢?即使是金這種金屬,其內部也是空蕩蕩。如果我們將其內部都塞滿物質,它的密度就會變大了,比如說中子星。中子星是恆星演變的一個時期,當恆星在主序星階段核聚變反應的燃料用盡後經過超新星爆發,最終形成的一種狀態。通常是恆心質量超過1.4個的太陽質量的恆星,它在超新星爆發恆心沒有受到損傷,開始坍塌。由於在這個過程中受到了引力坍縮,所以它的密度也變的異常恐怖。

整個坍縮的過程幾乎在一瞬間完成,但是它的核心結構已經發生了劇烈的變化。我們無法想像一顆恆星是如何開始緊密地縮在一起,最終變成一個半徑只有十千米的「小球」。就好比我們可以將一塊海綿擠壓成一小塊,但是我們無法想像用手將一塊金屬繼續壓縮。我們都知道一斤棉花與一斤石頭誰更重的問題。太陽的質量是三十萬個地球加起來的總和,而恆星坍縮成中子星的過程就像是三十萬個地球在一秒鐘之內坍縮成一個城市那麼大。

根據密度的定義,當恆星的質量沒有發生改變,但是體積卻大大地縮小了,於是密度也會因此而增大。而中子星的密度卻能達到驚人的四億噸每立方釐米。一頭大象的質量約等於四噸,這相當於一億頭大象的質量堆積成一個骰子。如果我們將這麼一個骰子丟下來,估計能把地面都砸穿。

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  • 宇宙中的「暗物質」是什麼東西?
    其實到現在為止我們仍然無法確定暗物質到底是什麼東西!因為我們從來都沒有直接觀測到暗物質,僅僅是通過觀測星系的非常規運動得出的結論!但我們無比確信存在著這樣的物質!最早提出暗物質概念的是天文學家卡普坦,早在1922年他就通過觀測星系異常運動認為星系內部存在看不見的物質在作用著,但早期的研究並未引起太多的重視,隨後不斷有天文學家介入研究,但一直未有令人信服的觀測結果!到了1939年,天文學家巴布科克相當深入的研究了M31(仙女星系)之後得出了比較可靠的結論,其外圍的運動速度遠遠要比克卜勒定律計算的結果要大!
  • 宇宙中最小的物質是什麼?它有怎樣的特點?它還能繼續分下去嗎?
    如果拿一個日常的物品,比如一個咖啡杯,你把它切成兩半,然後再切成一半,之後繼續切,什麼時候才會結束?你會一直繼續下去嗎?你會不會找到一套不可以被分割的「積木塊」,萬事萬物都可由其組成?物理學家們已經發現了後者——物質是由基礎的粒子組成,這些粒子是宇宙裡最微小的東西。這些粒子在被稱為「標準模型的理論下互相作用。
  • 科學家發現宇宙中的暗物質正在減少,是什麼在「淘汰」它?
    提到暗物質,總會讓人覺得神秘。近期,來自澳大利亞墨爾本大學、美國萊斯大學、歐洲核子中心等多所大學、科研機構聯合組成的國際科研團隊,通過大量數據研究分析後,提出了一種有關與暗物質的新看法:認為宇宙中的暗物質正在不斷減少,這是怎麼回事呢?什麼是暗物質?
  • 科學的探索者:宇宙中最神秘的物質,讓無數科學家愁白了頭
    隨著人類科學技術的不斷進步,我們對於宇宙的探測程度也是越來越深。雖然現在浩渺的宇宙中仍然藏著許多未知的秘密,但是相信隨著人類的發展,這些秘密終將被一個一個的揭開。現在我們對宇宙知之甚少,而宇宙中有一種非常神秘的物質,讓無數科學家愁白了頭。它是什麼呢?讓我們一起來看一下。這種物質就是暗物質,暗物質的組成十分豐富,以現在的科學技術來定義暗物質的話,就是人類無法探測到的物質都屬於暗物質。
  • 宇宙中的物質最初來自哪裡?真的是無中生有嗎?
    宇宙非常大,其中包含著非常多的物質。地球上的物質總量可達6億億億公斤,太陽系中的物質總量可達200萬億億億公斤,銀河系中的物質總量達到太陽質量的1萬億倍,但這不過是宇宙的冰山一角。在浩瀚的宇宙中,還有不計其數像銀河系這樣的星系。由於物理定律的限制,我們只能看到半徑為465億光年的宇宙範圍。
  • 科學的探索者:揭秘宇宙中最強大的物質,一興一衰牽動宇宙格局
    人類開始進入了航天時代,探索神秘而廣袤的宇宙。現如今,人類能夠探索到的最遠邊界,達到了940億光年。但是這只是宇宙的冰山一角,今天我們就來說一說宇宙中最強大的物質,一興一衰都牽動宇宙格局。我們都知道,宇宙是由一個又一個的星系組成的。每個星系之中的星體數量,都達到了上千億。
  • 宇宙中的物質從何而來?真的是無中生有嗎?愛因斯坦給出了答案
    而地球的外面則是浩瀚廣闊的宇宙,在人類走出地球看到浩瀚宇宙的那一刻,我們就對宇宙的神秘產生了無限的興趣。我們用科學來研究探索世界的奧秘,在探索的過程中,我們發現了宇宙是由物質構成的。沒有物質就不會有恆星,行星,也不會有地球生命,不會有人類的誕生。於是一個問題就現出了,那就是宇宙中的物質從何而來?難道是無中生有的?
  • 用《道德經》原理理解宇宙中的物質和暗物質,兼論宇宙膨脹原理
    關於宇宙中物質與暗物質的秘密:物質溶解於空間生成不可見物質----暗物質;暗物質飽和後對宇宙內物質形成反向飽和壓力----暗物質壓力,物質膨脹推動暗物質膨脹。這是一張關於宇宙混沌狀態下,關於物質物質的狀態圖,如下:黑色部位代表空間(宇宙),中間的白點代表物質,物質就像容器中的糖塊一樣,如下圖:在宇宙混沌到現在的過程,就是物質不斷的溶解於空間的過程,期間不斷產生生成不可見物質----暗物質。
  • 宇宙中最神秘的東西是什麼?
    絕對意義上很難說什麼是最神秘的,但首先想到的一定是海山二(Eta Carinae)。這顆恆星(或恆星組--似乎是一個多恆星系統)是銀河系中最亮的星系之一,主要成分的亮度是太陽的500多萬倍。在7500光年之外,它是我們不用望遠鏡就能看到的最遙遠的恆星之一,在1843年3月的幾天裡,它是夜空中第二亮的恆星。
  • 為什麼水是宇宙中最奇怪的物質之一?
    水是宇宙中最奇怪的物質之一,許多人對此會很驚訝,因為從人類的角度來說,我們擁有充足的水,這似乎是完全正常的。但是想像一下在未來我們將要弄明白的所有關於宇宙的奇怪的東西!從人類的角度來說,相對於還未被發現的奇怪科學現象,水是無聊的!
  • 宇宙中的神秘暗物質到底是什麼?大發現顛覆人類的認知
    暗物質幾乎佔宇宙重量的85%,這意味著它是我們所熟悉的組成恆星、行星、人類和其他一切的「普通物質」的6倍。但是沒有人確切知道暗物質是什麼。這種神秘的存在是不發光的,它是極其困難的研究。學者們只能通過暗物質對天體的引力作用來揭示其存在。
  • 天文學猜想:在浩瀚的宇宙中除了4%的可見物質外,剩下還有什麼?
    我們之前說過暗物質的產物也提到了暗能量,為什麼要提到暗能量因?為我們說在這個宇宙中可見物質佔了4%暗物質佔了20%幾,那麼還有70%去哪兒了?因為能量加起來得百分之百出去了一塊,好像總缺了一塊能量說70%的東西去了暗能量。
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    在我們的宇宙後院中,銀河系只是眾多星系中的一個。在我們穿越宇宙的過程中,伴隨著許多衛星星系,我們只是本地群中約60個星系中的一個,它本身是巨大的處女座星團郊區的一個適中的小星系群。但是,並非每個星系都如此幸運。
  • 一張「嬰兒宇宙」的照片揭示了宇宙中暗物質和暗能量的精確數量
    他們在隨後幾年裡對「宇宙微波背景」(CMB)進行了改進,他們繪製的地圖顯示,人們熟悉的行星、氣體和恆星物質只佔宇宙的4.6%,而看不見的暗物質佔24%。剩下的71.4%的必須是暗能量,它被認為注入了空間本身的結構。10年後,WMAP的繼任者普朗克衛星拍攝了一張更清晰的宇宙微波背景輻射圖像。儘管其他關於暗能量和暗物質的證據仍然存在爭議,但它們在宇宙微波背景中的「指紋」毫無疑問。
  • 宇宙由哪些物質組成?每種物質佔的比例是多少?科學家給出了答案
    當然,在宇宙中,還有許多其他更令人驚奇的事情,今天就讓我來告訴你。正常情況下-5%談到宇宙的構成,首先,要注意的是我們更熟悉的東西。我們可以把它們歸為一類,稱為「正常物質」。你可能不會相信,但如果我們更深入地研究科學,我們會發現,所有的「正常物質」只佔宇宙的5%。讓我們更詳細地考慮這個問題的所有組成部分。重元素 - 0.03%在宇宙誕生後的最初5億年內,唯一存在的元素是氫和氦。
  • 根據相對論和量子力學,宇宙中不應該有物質,哪裡出了問題?
    科學家們周三宣布,他們或許離理解為什麼宇宙中有東西而不是什麼都沒有又近了一步。他們說,最大的功臣可能是最脆弱、最古怪、最難以捉摸的自然元素:中微子。這些幽靈般的亞原子粒子從大爆炸、太陽和其他宇宙事件中流出,湧入宇宙,穿過牆壁和我們的身體,就像月光穿過紗門一樣。
  • 是什麼在維持宇宙運行?首度模擬出無暗物質的宇宙
    看似永遠也找不到的暗物質,真的存在嗎?一些科學家為此提出不含暗物質的理論,並且最近,有研究人員首度模擬出真沒有暗物質填充也能成形的宇宙。當今宇宙學主流理論認為,大爆炸之後物質並未均勻分布,而是凝聚成一團又一團氣體雲,造成此現象的原因就是暗物質從中作用;隨著氣體雲團巨大的引力又從周圍吸引更多物質,演變量十億年後,最終形成如今我們看見的星系。暗物質的存在也解釋了過去觀察到的一些未解現象,比如發現星系的轉速超乎預期之快,代表星系中應該還有大量看不見的暗物質。但是,至今都沒有直接證據證明暗物質的存在。
  • 宇宙中所有星球都「懸浮」在太空,那是什麼力量在支撐它們呢?
    哈勃遺產場」這種照片,是迄今為止人類拍攝到的最完整、最全面的宇宙圖譜,是哈勃望遠鏡歷經16年拍攝超過7000張太空照片才合成的,而且在這張照片科學家還發現宇宙最早的幼兒星系,這些星系有些擁有133億歲「高齡」,這對人類研究宇宙起源有重大意義。
  • 宇宙中最含量多最普遍的元素,它構成了物質宇宙的75%
    氫是自然界乃至宇宙中「朋友」最多的最常見元素。根據相關的保守估計,它佔宇宙質量的75%。在我們居住的地球上,除了空氣中的一些氫以外,其他氫以化合物的形式儲存在水中,這是地球上最廣泛的物質。據估計,如果海水中的氫全部被提取出來,燃燒產生的總熱量將是地球上所有化石燃料釋放熱量的9000倍。現在讓我們進入氫,了解它的背景和發展能量的方法。
  • 自然界中已知的最堅硬的是什麼物質?
    自然界中最硬的物質就是碳的同素異形體,說的簡單點就是金剛石,也就是鑽石!這是我們地球上能找到的天然的最硬的物質了!同素異形體是同一化學元素因結構排列不一樣而形成物理屬性迥異的兩種物質,而碳和金剛石就是其中典型的代表!