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水一直壓縮會變成黑洞

生活 更新时间:2024-10-04 03:16:07

水一直壓縮會變成黑洞(水既能變成金屬)1

一塊海綿,我們用力擠壓,就能夠将它擠壓成一小塊,體積可能隻有原來的幾分之一。

由于海綿的特性,其受擠壓後所産生的變形效果是非常明顯的,而事實上不僅是海綿,任何一種物質在受到一定程度的壓力後其形态都會發生變化,有時候變化的還不僅僅是形态,還可以是該物質的屬性。

那麼這裡就有一個問題了,任何物質都可以被壓縮嗎?理論上來講的确是這樣的,隻不過在現實之中,由于技術水平的限制,對于有些物質的壓縮是無法完成的。那麼,水可以被壓縮嗎?這是一個有趣的問題,而答案是肯定的。

水一直壓縮會變成黑洞(水既能變成金屬)2

無論是在理論上,還是在現實中,水都是可以被壓縮的。

不過壓縮水并不是一件容易的事情,水是一種流體,一般程度的壓力施加于水上,無論是體積還是密度,都不會出現明顯的變化,所以要壓縮水就必須要達到一定程度的大氣壓。

一般來講,要通過施加壓力使水的形态在視覺上發生明顯變化,那麼至少需要10000個标準大氣壓,而要達到這個條件并不是十分困難,因為在實驗室中利用金剛石對頂砧可以産生幾十萬個标準大氣壓的壓力。所以在用金剛石對頂砧壓水的過程中便可以明顯看到水出現了類似于結冰過程的變化。

水一直壓縮會變成黑洞(水既能變成金屬)3

利用金剛石對頂砧壓水并不是真的使水結冰了。

我們常見的氣态、液态和固态的水在微觀層面的區别實際上就是水分子之間的間距的不同,而在對水施加十萬個以上的大氣壓時,水分子密度增大,于是就出現了類似于結冰的狀态,而當壓力恢複,水也會立刻恢複成液态。

那麼由液态變為固态就是給水施壓之後所能夠産生的終極效果嗎?不然,如果進一步給水施加壓力,那麼我們則能夠得到一種有趣的物質,那就是金屬水。在太陽系最大的氣态行星木星内部就存在着一種物質,金屬氫,而金屬水和金屬氫十分類似。

水一直壓縮會變成黑洞(水既能變成金屬)4

在地球上是沒有金屬氫,也沒有金屬水的。

因為要讓氫和水呈現出金屬的特性需要巨大的壓力。在木星由氫和氦組成的厚厚的大氣之下,是一片由巨大壓力所形成的氫的海洋,而在這片海洋的下方則是在重壓下形成的金屬氫了。隻有在木星内部,氫才能以金屬性質穩定存在。

而如果要想讓誰變為金屬态,那麼至少需要1TPa的壓力。那麼為什麼重壓之下水就會呈現出金屬性質呢?其實道理很簡單,在巨大的壓力下,原子内的電子脫離了分子軌道,于是就表現出了傳導電子的情況,也就呈現出了金屬的特性。

水一直壓縮會變成黑洞(水既能變成金屬)5

已經成為了金屬的水是否能夠進一步壓縮呢?當然可以,不過隻是理論上的。

因為就算是要把水壓縮成金屬,以目前的技術水平也是很難做到,更何況是進一步壓縮了。那麼在理論上如果繼續壓縮金屬水,又會發生什麼樣的變化呢?水會變成黑洞。

​因為在對水進一步施壓的過程中,電子會被壓到原子核内部,和質子結合而成為中子,如果所施加的的壓力進一步超越了中子簡并壓,那麼便會成為一種宇宙中最強大的存在,黑洞。不過不用擔心,根據霍金輻射理論,如此微小的黑洞在形成的瞬間就會蒸發殆盡了,即使我們真的能夠在理想的環境下将水壓縮為黑洞,很可能也看不到它。

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