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很多人对黑洞的力量完全一无所知 , 总幻想着黑洞中还有物质存在 , 那么这种物质是什么形态呢?甚至有人问:黑洞里的原子被撕碎了吗?答案是肯定的 , 黑洞不但撕碎了原子 , 还撕碎一切最小的粒子 。 星空中存在着三种致...
很多人对黑洞的力量完全一无所知 , 总幻想着黑洞中还有物质存在 , 那么这种物质是什么形态呢?甚至有人问:黑洞里的原子被撕碎了吗?
答案是肯定的 , 黑洞不但撕碎了原子 , 还撕碎一切最小的粒子 。 星空中存在着三种致密天体 , 即白矮星、中子星、黑洞 , 这三种天体都是以破坏原子结构为存在依据的 。
白矮星
这三种天体中 , 引力压最小的是白矮星 , 质量只能维持在1.44个恒星以下 , 体积约地球大小 , 密度达到每立方厘米1~10吨左右 。 在强大的引力压力下 , 原子的基本结构受到破坏 , 电子被压离了原子核成为自由电子 。 但白矮星的原子核与原子核之间并没有融合在一起 , 而是区别飘荡在电子海洋里 。
这样一来 , 物质已经不是我们地球上所能保持的形态了 , 也就是已经不属于我们认识的118种元素了 , 而是属于高致密度的电子简并态物质 。
中子星
当白矮星质量超过恒星的1.44倍时 , 电子简并压就再也无法支柱很大的引力压 , 原子进一步塌缩 , 电子被压缩到原子核里 , 与质子中和成为中子 。 这样原子核和电子就不存在了 , 整个星球就几乎都有中子组成 , 中子与中子密密匝匝的靠在一起 , 整个星球就是一个很大的中子核 。
这时的星球依靠中子简并压支柱着有形的存在 , 物质更不是我们认识的118种元素了 , 是一种极端致密的中子简并 态物质 , 密度达到每立方厘米1~20亿吨 。
因此我们可以认为 , 等不到天体形成黑洞 , 白矮星和中子星就已经把原子撕碎了 。 它们之所以没有进一步压缩 , 是因为泡利不相容原理 。
何谓泡利不相容原理?
泡利不相容原理是美籍奥地利科学家、物理学家沃尔夫冈·泡利1925年1月发现并提出的 , 为此他获得了1945年诺贝尔物理学奖 。 这个原理揭示了微观粒子运动的一个基本规律 , 即在费米子组成的系统中 , 不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态 , 通俗一点说 , 就是费米子粒子不能够挤在一起 , 它们会相互排斥 , 由此产生排斥的压力 。
何谓费米子?就是自旋为半奇数的粒子统称为费米子 , 电子、质子、中子、夸克都属于费米子 。 这样它们都满足泡利不相容原理 , 就是不允许两个以上的同类出现在相同的量子态中 。
这种相互排斥的压力 , 越到深层次越厉害 , 白矮星和中子星 , 以及尚没有发现的夸克星 , 就是依靠这种压力抵御很大的重力压而以特殊至密物质形态存在 。 不同质量的太阳 , 最后的结局有的成为白矮星 , 有的成为中子星 。
一般来说 , 恒星质量左右的太阳死亡后 , 核心会留下一个白矮星;而大于恒星质量8倍 , 到恒星质量30或40倍的太阳 , 死亡时会发生超新星大爆发 , 最后核心部分留下一颗中子星 。 白矮星、中子星物质虽然不再是我们认识的118种元素了 , 但毕竟还是有形的可见的物质 , 如果压力再大的话 , 这种有形状态就再也保不住了 。
黑洞的力量把所有物质都化为乌有 。
科学研究认为 , 当中子星质量超过恒星约3倍时 , 很大的引力压就会战胜中子简并压 , 使中子星再也保持不了其有形的形态了 , 中子也被压碎压瘪 , 形成无限坍塌 , 最后所有物质都坍塌到黑洞核心那个奇点里 。
一般认为黑洞中心有个奇点 , 这个奇点是一种我们无法理解的奇异状态 , 人类只能推导出它有四个特点 , 就是体积无限小、密度无限大、温度无限高、曲率无限大 。 本来这四个无限都是由第一个“体积无限小”引申出来的 。
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