如果原子99.9...96%的體積都是空的,那可不可以將原子縮小呢?

胡超


可是可以的,但原子縮小的條件要求很極端。

要有極端巨大的壓力就可以把原子的電子壓入原子核,使物質變成中子簡併態,就是原子的電子壓入了原子核,與質子合併正負抵消,只剩下中子。宇宙中的中子星就是這樣一種狀態。

中子星是比大陽質量大8倍的恆星死亡時,大爆炸後坍縮形成。在地球上人工是否能製造出這種物質,時空通訊沒看到這方面的報道,有人猜測,在具有超高壓力的大型加速器裡,可能可以做出只能存在極為短暫的原子級中子態物質。


宇宙中比中子星更厲害的是黑洞。

這種天體就不是把原子壓碎那麼簡單了,而是壓碎一切,裡面的東西再也不能稱之為物質,誰也不知道那裡面是些什麼狀態,就象宇宙大爆炸一樣,一個無限小的奇點包含著整個宇宙。

有些科學家預測,在這個宇宙還存在介於黑洞與中子星之間的夸克星。

就是把中子質子等基本粒子也壓碎了,只由夸克組成,成為為比中子星更為極端的星球。但迄今為止,還沒有發現這樣的星球。


如果把地球所有原子壓碎,使其變成中子態物質,我們直徑為12756公里的地球就會變成一隻有22米的球。

一個直徑20公里的中子星質量,就相當直徑139.2萬公里的太陽質量。中子星上面的物質密度1個小拇指頭那麼大就有10-20億噸重,逃逸速度可以達到一半光速,就是每秒150000公里的速度才能逃離中子星的引力。


這就是原子壓縮的後果,可怕的後果。


時空通訊

豈止是可以,簡直是太可以了,宇宙中無時無刻不在發生這樣的事情。

我們知道,原子是由緻密的原子核和其外圍的電子組成的。1909年,著名物理學家盧瑟福用α粒子轟擊金箔時,發現大部分粒子都能穿過金箔,只有少部分會被彈回。由於α粒子帶正電,遇到帶正電的原子核才會彈回,這說明

原子核非常小,原子內部原來是空空如也的,電子在很遠的軌道上圍繞原子核運轉,就像太陽和行星一樣。當然這種原子的太陽系模型並不準確,不過原子內部空間極其空曠卻得到了實驗的完美驗證。

原子核周圍的電子形成電子雲,根據泡利不相容原理,兩個電子不能佔據相同的量子態,這樣會產生一種被稱為電子簡併壓力的力量,阻止原子被進一步壓縮。小於1.4倍太陽質量的非旋轉恆星,在其生命演化的末期,由於內部核聚變停止,無法產生熱量來對抗引力的坍縮,原子的電子雲外殼會被壓碎,電子成為原子核之間的自由電子氣體,形成大小為太陽半徑0.008到0.02倍的白矮星(地球的半徑是太陽的0.009倍),密度驚人。

超過太陽質量1.4倍的恆星,在其生命演化末期,電子簡併壓力也不足以阻止重力的進一步坍縮,電子就會被壓進原子核,和質子結合形成中子,恆星也會變成一顆中子星,半徑只有數公里到20公里,密度則更是大得驚人。

演化末期坍縮核心質量超過太陽3.2倍的恆星,連中子之間的簡併壓力也不足以抵抗重力坍縮了,恆星就無可避免會坍縮成為一顆黑洞。

所以原子不但可以縮小,而且可以縮得很小很小,甚至一不小心就會縮沒了(進入黑洞的奇點)。


徐德文

如果我們將原子變小的定義為原子塌縮,那麼原子可以縮小

。以下是具體原理:

先來了解一下原子的結構:原子由質子、電子和中子組成。其中,質子和中子集中在原子的中心區域,它們合起來叫作原子核。電子則以概率密度分佈在原子核周圍並繞核運動,被統稱為電子雲。質子帶正電,電子帶負電,中子不帶電,正電荷和負電荷在總體上相等,所以原子不帶電。

對於一個原子而言,質子和中子構成的原子核只佔原子內部及其微小的體積。電子是以非常高的速度在做繞核運動。如果電子停止這種運動,就會以愈來愈快的速度,被原子核所吸引。直到打在原子核上。此時原子體積就會變得非常小(因為原來電子運動的範圍非常大)。這種情況就是原子塌縮。

電子在原子核內並非繞著原子核做快速且規則的圓周活動,而是處於一些穩定的軌道上,在這些軌道上不會發生電磁波輻射,只有電子在這些穩固的軌道(也稱為“能級”)之間跳動(也稱為“躍遷”)時,才接收或者發出光子,光子的能量就是兩個軌道的能級之差,因而光子的能量就是“量子化”的,這就是最早的波爾原子模型。

依據這個模型盤算的氫原子的光譜和試驗觀測到的十分一致。

以恆星的角度就理論而言,恆星的能量消耗到一定程度,它的物質會收縮擠壓在一起。在這個過程中,其中原子因為釋放了能量,所以電子的能級降至最低,近乎靠在原子核上。所有恆星內部物質的原子結構會遭到破壞。這樣一來,原子核和電子之間不再有廣闊的空間,原子核像在電子雲的海洋裡一樣,這種狀態可以近似地認為是原子縮小了。


鎂客網

答案是可以,實際上把原子縮小的歷程就是恆星演化的歷史,按著縮小程度的不同對應著不同質量恆星的演化。


按照標準模型,原子確實是空的,原子核只佔很少的一點地方,大概是原子體積的兩千億分之一,這已被盧瑟福α粒子轟擊金箔試驗所證實。質子和中子在克服庫侖斥力的強大核力作用下緊緊抱在一起。原子核密度很高,每立方米有10的14次方噸,質量佔原子的99.96%,根據玻爾原子模型,核外電子排布在原子核周圍廣大空間的特定軌道,電子處在一系列分立的穩態上,即軌道量子化,儘管質子和電子之間有正負電荷的庫侖力,但根本不足以抵抗泡利不相容原理產生的斥力(電子簡併壓),電子不會落到原子核上,但是隨著天體物理學的發展和天文觀測水平的提高,人們發現了大量的白矮星(就是人們常說的鑽石星)。



白矮星的鑽石核心

它們密度很大,每立方米有10的7次方噸,遠遠大於普通物質的密度(每立方米22.57噸以下),這說明原子已被大大的壓縮了,但還沒有達到每立方米10的14次方噸的原子核密度,這說明原子中的電子已脫離軌道成為自由電子,這種自由電子氣體將盡可能地佔據原子核之間的空隙,從而使單位空間包含約物質大大增多,密度大大提高了,相當於壓縮了原子。形象點說,這時的原子核是“沉浸在”電子之中,但電子還並沒有進入原子核。



1928年印度裔美籍科學家錢德拉塞卡計算出白矮星的上限為1.44個太陽質量,超出這個上限,恆星自身的引力將大於電子簡併壓(此時恆星熱核反應的燃料耗盡)而把電子壓進原子核中的質子,使質子變成中子,壓縮掉原子的剩餘空間,整個恆星變成完全有中子緊密組成的中子星,密度大得驚人,達到每立方米為10的14次方噸到15次方噸,此密度也就是原子核的密度。


地球如果被壓縮成中子星,直徑會變為22米。至此原子意義上已經不存在了。原子的空間被全部壓縮掉。恆星收縮為中子星後會因為角動量守恆導致自身高速旋轉併發出脈衝信號,因此中子星又叫脈衝星,由於它具有穩定的頻率和亮度,科學家常常用它來導航和測距,中子星成為宇宙間的“燈塔”。

當然中子還可以壓縮,因為中子還不是基本粒子,1936年原子彈之父美國物理學家奧本海默發現中子星的上限為3.2個太陽質量,超出這個上限,恆星的引力大於中子簡併壓而繼續收縮,最終有兩種歸宿,一種是經過無限坍縮形成我們熟悉的黑洞,變成一個密度無限大、時空曲率無限高即體積無限小的“奇點”,至此原子被真正縮小沒了;



另一種歸宿是形成介於中子星和黑洞之間的所謂“夸克星”,這是近年來人們提出的理論上的星體。

至此,我的回答完畢,歡迎評論。


物原愛牛毛1

答:當然是可以的,甚至在“原子核”中都是非常空曠的,一樣可以被壓縮,但需要非常高的壓力才行。


對於一個原子,原子核直徑只有整個原子直徑的百萬分之一,電子和原子核之間是空的。



原子核帶正電荷,電子帶負電,量子力學使得兩者不能彼此接近,電子的排列規律,遵循著量子力學中的泡利不相容原理。


那麼我們有辦法,壓縮電子和原子核之間的間隙嗎?

答案是肯定的!

目前唯一的方式就是通過引力,引力是四種相互作用中最弱的,但是引力有個特點,就是不限距離和質量,只要有足夠的質量,就能產生足夠強的力。




當一顆超過8倍太陽質量的恆星,在末期的時候,因為核聚變減弱,使得核聚變產生的力量無法抵抗引力的力量,於是發生超新星爆炸。


這時候,恆星內核的原子將被瞬間壓碎,電子墜入原子核與質子中和,變為中子;被壓碎的原子只剩下原子核,而且是隻有中子的原子核。


這些被擠到一起的中子,組成了中子星,這時候泡利不相容原理阻止了中子繼續塌縮,中子簡併壓力對抗著強大的引力。



如果恆星質量更大,那麼在超新星爆炸時,中子簡併壓力也將無法抗衡引力,原子被壓碎後,中子也將繼續被壓碎,形成夸克星。



當然,如果引力繼續再大,那麼夸克也將被壓碎,形成可怕的黑洞。



艾伯史密斯

物質由什麼組成?可以說基本元素,比如分子、原子;我們知道原子核和電子構成了原子,原子核又分成質子和中子;這類粒子還能在細分嗎?現在研究又發現了更小的粒子,諸如光子、夸克,它們還能再細分嗎?現代量子力學又提出波粒二象性,也就是它們不單單是粒子的存在,還有某種範圍的波動。當再深入探索的時候,你會發現:即便無限微小的粒子,也都是由振動構建。特定的振動頻率決定著事物形式(形勢)的特定呈現,然而振動不是恆定的,由這基本單元構建的一切事物和現象皆如海中泡沫,不斷生起不斷幻滅。

物質的本質是能量,能量的本質是振動,振動由於不同的振動態或者頻率,便生成了宇宙間所有可見、不可見的無限事物和生命。宇宙萬物生靈皆有振動所構建,每一件事物都有各自特定的振動態(亦即所稱的能量場域。即使極其細微的粒子,諸如光子、夸克也具有某種波動形式),而振動頻率的相互轉換,決定著事物形勢(形式)的轉變,這便解釋了世間一切事物皆有無常性。能量,從某種角度上概括起來分兩塊:動能和勢能。動能,即事物的應用,顯現或開發的能量;勢能,事物潛藏的能量,潛能無窮盡。動能和勢能,揭示了事物的陰陽二屬性,但其本質無差別,是一體兩面,如同大洋中漂浮的冰山,顯露的水面一角和潛藏於水面那巨大的,才是完整一體。然而,我們所見的物理宇宙,宇宙中可理解以及尚未理解的一切,終究也只是幻象一場,只不過是從“空性”之內、“無極”之中衍生出來的變貌,是“一”所生的二、三以至萬物。萬物生靈同根同源,一體相生,皆源自同一個“智能無限”。所以,引用一句古老的哲學:“只有一個生命,但透過眾形式予以呈現;只有一個我,但透過眾我予以呈現;只有一個愛,但透過眾愛予以呈現。生命就是我,生命就是愛,所以,生命、我、愛是合一的。”


梓竹

我來從恆星的角度回答,恆星的演化過程就是劇烈核聚變釋放的大量能量與恆星巨大質量產生的引力相對抗的過程,簡單說,恆星的巨大引力需要一個膨脹力與它抗衡,抗衡不了恆星就會一直坍縮下去。主序星階段,核聚變燃料充足,恆星發光發熱,坦然的過日子,OK,但在恆星死亡階段,根據其質量會坍縮成不同天體,太陽為例,會坍縮成白矮星,因為質量不夠嘛,近似一個鐵核,因為鐵元素是聚變的分水嶺。質量再大一些的會坍縮成中子星(脈衝星),這時候原子結構就被摧毀了,從這時開始,引力開始占主導地位了,電磁力已經宣告戰敗了,一立方厘米的脈衝星質量有幾十億噸!可見其密度有多高,也可見我們這些平常事物又多空!對吧,太空曠了,原子其實太空曠了。但還沒完哦,還有種暫時停留在理論階段的星體,夸克星!就是原子核的強相互作用也宣告戰敗了,質子裡的夸克被瓦解了,引力把原子核也壓碎了,OMG好暴力!整個天體密度大的難以想象,都是純夸克組成的,OK,當然這可能是一種過渡天體,再質量大一點就變成什麼了?對了就是黑洞了,惡魔啊,還是萬惡的強大引力,電磁波都不放過了,太變態了。OK宇宙就是這樣,空心不空,實心不實,其大無外,其小無內,萬般神奇,盡在其中!


三界皆苦吾當安之

可以的。


原子內部是由原子核和電子構成,而原子核的體積僅僅佔原子內部的千億分之一,我們只需要將電子軌道壓向原子核即可實現原子體積收縮

並且現實狀態下就有這樣的現象發生——“恆星的演化”

當一顆恆星質量是8倍於太陽以上,在演化後期就會稱為一顆中子星。顧名思義,這是一顆充滿中子的天體。因為引力過於強大,以至於原子核外電子被壓進核內,與質子形成中子,而中子簡併壓和強大的引力保持平衡。

但是根據目前的新理論,似乎還有存在於中子星和黑洞之間的天體——“夸克星”。如果

引力再強,很可能中子會被壓碎,也就說內部的夸克禁閉被突破,形成夸克簡併態,來與引力保持平衡。

再往下就是黑洞了。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普

科學家認為原子可以壓縮,有實物依據嗎?元素週期表上的原子哪個讓科學家隨意壓縮了?有的科學家認為黃金等重元素是中子星爆炸形成的,那黃金來到地球了,中子星碎片有人見過嗎?


這上照片是疑似中子星的隕鐵,這宇宙中的物質只有它最接近科學家的描述。“懸空、流動蒸發、塌縮”


成形。流動蒸發其實是個爆炸的過程。


這是疑似中子星隕鐵


的金相放大1000倍照片,較粗黑線是本人頭髮,以作比較。金相呈“立體、交叉、嚴密、爆炸放射線紋”。金屬放射線是爆炸產生的。科學家可以在實驗室將原子分割,質子夸克還可以無限細分,只要你有“手術刀”。但一但放歸宇宙,所有元素原子迴歸原態,不然宇宙不亂套了嗎?一立方厘米重達萬噸億噸的物質不會存在。黑洞也不是科學家推測的那樣。黑洞只是一個恆星能量變物質的過程和現場,永遠製造不出“奇點”“中子星”類奇怪東西。


大連富麗庭隕工周

可以,原子可以被縮小。或者更準確地說,原子可以被壓縮。中子星上的原子就在被不斷壓縮。

原子由質子、電子和中子組成。質子帶正電,電子帶負電,中子不帶電。質子和中子集中在原子的中心區域,組成原子核。電子則以概率密度分佈在原子核周圍並繞核運動,被統稱為電子雲。

原子核中的中子相對穩定,但遊離在原子核之外的自由中子則會經過β衰變變成一個質子和一個電子。所以,一箇中子可以由一個電子、一個質子和一個電子中微子組成。電子簡併壓力可防止正常物質完全由中子組成,正如泡利不相容原理所表明的那樣,電子可以存在於電子雲中,但電子卻不會佔據同一個位置,或者更準確地說法應該是,電子不會處在相同的量子狀態。這意味著,當電子的概率密度減小時,即壓縮原子時,電子的簡併壓力會增大,從而阻止物質壓縮。

就像這樣,中子星將所有的原子緊緊地擠壓在一起,每個原子沒有任何多餘的空間,所以整顆中子星就像一個巨大的中子,這也是中子星這個名字的由來。也正因為中子星在有限的空間裡包裹進了儘可能多的物質,所以每顆中子星的質量都很大。但由於電子簡併壓力的存在,中子星不會發生進一步的坍縮。但是,如果中子星的質量不斷增加,超過了奧本海默-沃爾科夫極限,那中子星就會最終坍縮成一個黑洞。


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