密度有极限吗?自然界和宇宙中密度最高的物质是?

如题所述

第1个回答  2022-08-10
自然界密度最低的元素是氢,一个大气压下密度约为0.08342千克/立方米,密度最大的是锇,密度达到22.59吨/立方米,比任何一种元素都高!而最容易记得的是水,一立方米水就是一吨!

上图三种密度都是比较大的元素,那么自然界中还有比锇密度更高元素吗?很抱歉没有了,即使地核物质也仅仅是达到了10.7吨/立方米而已,比起金属锇来也就一半左右而已!尽管在地球上已经锇的密度已经达到了极限,但在宇宙中这几乎连门槛都还算不上,因为太阳中心物质即达到了150吨/立方米,大约是锇的7倍,水的150倍!

而太阳未来的白矮星密度将能达到更大,因为现在的太阳有辐射压的支撑,内核并没有受到超大质量外壳的挤压,在未来氢元素耗尽后将失去辐射压的支撑,在巨大的压力下,将电子压到了原子核周围,最终聚集在极小的空间内形成电子简并态物质,其密度达到了1000万吨/立方米左右!

但比太阳更大质量的恒星未来的最终结局并非是白矮星,而是在超新星爆发抛弃外壳后内核在自身巨大质量的作用下将坍缩成中子星,高压将核外电子压入了原子核,与中子中和成了中子,因此理论上的中子星将不再具有质子,但事实上中子星并非从外道内都是中子,而是具有上图的结构!而其密度则达到了8^11~10^12吨/立方米,大约是水密度的一百万亿倍以上!

比形成中子星质量更大的恒星在未来结局中内核将坍缩成黑洞(内核大于3.2倍太阳质量),尽管有一种理论认为在黑洞和中子星之间可能还存在一种夸克星,但从未被证实过!因此在宇宙中密度最大的物质应该要数黑洞物质了!因为它是一个无法测量尺寸的点,而且其无论吞噬多少物质,它依然是一个点,只有不断过大 的视界 表明它的质量已经膨胀到了难以想象的程度!

但还有一个传输中的宇宙大爆炸奇点必须提一下,因为根据描述,它是一个高温致密的奇点,不过却有一个非常有趣的现象是宇宙大爆炸尚未发生时,根本就无法用空间的尺寸来衡量这个奇点,因为时间和空间以及所有物质都在这个奇点内,似乎从这一点上看,这个奇点尽管看起来比所有物质的密度都要大,但却无法来形容!各位认为呢?