这是一个非常有趣的话题,整个宇宙的原子核一个个都挨在一起,这将是一个如何的天体哈,当然事实上并不会存在这样的天体,但我们可以来讨论下假如存在这样的天体会如何! 可观测宇宙大约为930亿光年,整个可观测宇宙大约有10^80个原子,那么一个个原子核大约有多大呢,这好像是一个问题,因为是原子核堆积在一起? 一、原子核堆积在一起的是什么物质? 我们都知道决定元素属性的是原子,如果是氢原子那么组成氢元素,如果是铁原子那么组成的将是铁元素!请问是什么属性决定了氢原子直接的差异? 原子的属性有原子核中的质子决定 一个质子的是氢元素,两个质子的氦元素....二十六个质子的是铁元素,不同的中子数则决定同一种元素的同位素,它并不能决定元素的种类,但它会决定元素的活跃度,比如会因为衰变而成为另一种元素。 质子与质子以及中子之间是由强作用力结合在一起的,但在正常情况下电子与质子与中子并不能在一起,因为泡利不相容原理,多颗电子并不占据一个量子态,因此它们在正常条件下都围绕在原子核周围以电子云模式存在! 但在巨大压力的作用下,电子是可以被压入原子核与质子中和成中子,成为一个个中子挨着的状态,这就是传说中的中子星物质! 二、所有的中子都挨在一起有多大? 为什么把电子和质子丢了?如上文所说无限靠近的电子将和质子中合成中子,因此宇宙中剩下的都是中子,那么将这些中子都结合在一起有多大呢? 中子星的密度为10^11千克/立方厘米,而整个可观测宇宙的质量的其中一个数据是3.4 x 10^54千克! 那么这个球体的体积是: 3.4 x 10^43 立方厘米 即 3.4 x 10^37 立方米 如果是一个球体的话,半径大约为:200.9695亿千米的一个球体! 200亿千米大概是多大?我们来看一张图便可知! 1979年出发出发的旅行者1号,截至到2018年11月时它距离地球月216亿千米!刚好和这个中子组成的球体差不多大,也就是说这可中子球的直径并没有超出太阳的日球层多远!但广义上的太阳系以奥尔特云为界,直径达一光年! 三、假如这些物质都堆积在一起,会是什么天体? 其实超过奥本海默极限的中子星就坍缩为黑洞了,根本不可能累积到那么大,不过我们倒可以来计算下这个质量坍缩后的黑洞视界有多大! 根据上述公式,计算后的史瓦希半径高达:486.7亿光年,这和可观测宇宙的半径非常接近(可观测宇宙其中一个数据是半径465亿光年),当然这也是我们生活在一个黑洞里的原因由来!因为我们在黑洞的视界内,因此即使我们以光速都无法逃离这个处在视界内的宇宙!这个好玩的话题居然带出了黑洞宇宙话题,实在比较有意思! |
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