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在宇宙万物中密度最高的物质是,有极限吗?

  2019-04-11

自然界中密度最低的元素是氢,在大气压下密度约为0.08342千克/立方米,锇密度最高为22.59吨/立方米,高于任何其他元素。最容易记住的是水,一立方米水是一吨!

上图中的三种密度都是相对较大的元素,那么自然界中有没有比锇密度更高的元素?对不起,没有。甚至地球的核材料也只有10.7吨/立方米,大约是锇的一半。虽然锇的密度在地球已经达到极限,但它在宇宙中甚至还不是一个门槛,因为太阳中心的物质已经达到150吨/立方米,大约是锇的7倍,是水的150倍!

白矮星在太阳未来的密度会更高,因为现在的太阳有辐射压力的支撑,内核不会被超大质量外壳挤压。氢元素在未来耗尽后,将失去辐射压力的支持。在巨大的压力下,电子将被压在原子核周围,最终聚集将在非常小的空间内形成一个电子简并物质,密度达到约1000万吨/立方米!

然而,质量大于太阳的恒星的最终结果不是白矮星,而是在超新星爆炸抛弃外壳后,核心将在其巨大质量的作用下坍缩成中子星。高压将电子层压入原子核,中和中子形成中子。因此,中子星理论上将不再有质子,但实际上,中子星并不全是来自外通道的中子,而是具有上图所示的结构!密度达到8.11 ~ 10.12吨/立方米,比水高约100万亿倍。

未来,质量比中子星大的恒星核心将会坍塌成黑洞(核心质量是太阳质量的3.2倍以上)。虽然有一种理论认为黑洞和中子星之间可能存在夸克星,但这从未被证明过!因此,宇宙中密度最高的物质应该是黑洞物质!因为这是一个无法测量大小的点,无论消耗多少物质,它仍然是一个点,只有不断扩大的地平线表明它的质量已经扩大到难以想象的程度!

但是还有一个必须提及的传输宇宙大爆炸奇点,因为根据描述,它是一个高温和致密的奇点,但是有一个非常有趣的现象,当大爆炸还没有发生时,奇点不能用空间的大小来测量,因为时间和空间以及所有的物质都在这个奇点中。从这个角度来看,这个奇点虽然看起来比所有物质的密度都大,但却无法描述!你怎么想呢?

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