假设可以将空气无穷尽的压缩,会发生什么事情?

刘洋溢L


如果将空气“无穷尽的压缩”,你将获得一个“恒星”。巨大的压力使原子核被挤压在一起,引起核聚变反应,释放大量能量,发生“爆炸”。

原子之间具有引力和斥力,引力是原子聚集在一定范围内,形成固体、液体、气体等物质状态。而原子间的斥力,使得原子彼此又相对分散,避免原子核之间的聚变反应。原子的原子核体积只占原子体积的几千亿分之一,而斥力为原子间的斥力近似为F=kQ1×Q2/r∧2,当原子被压缩,原子核距离不断缩小时,库伦斥力迅速增大,当原子核距离为零,斥力趋近于无限大。

实际在原子核距离过近的时候,就可能发生聚变反应形成新的原子核。恒星、中子星等大质量天体,内部压力十分巨大,就能够使原子核之间发生聚变反应。不过现实中这样的压缩非常难发生,需要在特殊设备中,用极高的温度激发原子核,然后在一定压力下才能发生。为了避免产生的巨量能量焚毁设备,还需要采用磁场等将反应限制在一定范围内。

“人造太阳”——可控核聚变技术就是渴望通过这种方式解决能源问题,在地球上可以被人类利用的核聚变原料,可以保证人类千年万年没有能源问题困扰,但是目前核聚变只能稳定100多秒,距离实用还有非常远的距离。


来看世界呀


如果真如题主所说的“无穷尽”的压缩,而不考虑设备能否承受,那么它将发生和一颗超大质量恒星相同的演化过程,最后形成一个黑洞。目前看来黑洞应该是极限了。



我们不妨以地球上气体的理化性质开始,在不断压缩的过程中,首先气体分子间的距离会不断减小,温度不断增加,然后气体分子会被压缩到液态,最后压缩成十分致密的固体,但此时仍然可以继续压缩。因为原子之间的距离仍然有压缩的余地。一直压缩到每立方厘米数吨乃至数十吨,此时原子仍保持其基本构造,质子中子各司其职,电子绕核旋转。此时的性质与白矮星类似。

但原子内部仍然是十分空旷的。原子核只占了原子体积的很小一部分,但却几乎包含了全部的质量。因此尚有很大的压缩空间。继续压缩的话,核外电子会被强迫压到原子核内部与质子结合形成中子,最后压缩为一个全部由中子构成的物体。此时的密度一立方厘米达到了惊人的八千万吨到二十亿吨!!!



已经到极限了吗?不,还没有。还可以继续压缩,当体积小到其表面逃逸速度大于光速,这时它就会无休止的缩小下去,成为一个无限小的奇点。在它的视界内,任何东西都不可能完整的存在,任何信息都不可能透露出来。这应该是到终点了。

需要注意的是,黑洞会蒸发,质量越小消失的越快。如果只是一个比恒星小了许多个数量级的黑洞,那几乎瞬间就会消失。如果是一个恒星质量的黑洞,那寿命几乎可以说是永生。

希望该回答能够对题主有所帮助。


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