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如果我們把水一直壓縮,最終它會(huì)變成什么?

 沙澧閑人個(gè)人館 2022-05-19 發(fā)布于河南



假設(shè)我們有一個(gè)可以承受無(wú)限加壓的裝置和無(wú)限多的水,然后我們把水放入其中,當(dāng)壓力達(dá)到1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,這時(shí)候的壓力相當(dāng)于1萬(wàn)米的深海。
在巨大的壓力之下,誰(shuí)也依舊保持著液態(tài),但是它的密度會(huì)比海平面水的密度高5%左右。
隨著壓力不斷的升高,水的溫度也會(huì)持續(xù)升高,不久后他就達(dá)到了沸點(diǎn),由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。
你以為現(xiàn)在就結(jié)束嗎?不,這僅僅是個(gè)開(kāi)始,當(dāng)壓力相當(dāng)于10萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),由氣態(tài)直接變成固態(tài),但是這種固態(tài)與我們平時(shí)見(jiàn)到的冰不同,這是一種高密度冰。
繼續(xù)加壓,水分子的溫度會(huì)變得非常之高,分子間的間距也隨著壓縮逐漸減小,使得氣體分子之間的碰撞能量足夠電離氫氧原子的電子,我們得到了等離子體,這時(shí)傳統(tǒng)意義上的水就不再存在了。
我們會(huì)得到中游部分電離的氧離子、質(zhì)子、電子、氧原子組成的物質(zhì),當(dāng)壓力達(dá)到了100萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,原子和原子已經(jīng)離得足夠近,同時(shí)溫度也非常之高,我們得到了溫稠密物質(zhì),這時(shí)候有一定幾率原子核和原子核直接碰撞,發(fā)生核聚變過(guò)程。當(dāng)壓力達(dá)到一千萬(wàn)大氣壓,這時(shí)候的水會(huì)直接變成金屬鈦,當(dāng)壓力到達(dá)三千萬(wàn)個(gè)大氣壓,這時(shí)候的壓力已經(jīng)和太陽(yáng)內(nèi)部的壓力相當(dāng)大。
在這種高溫高壓的環(huán)境下,容器內(nèi)的元素會(huì)經(jīng)歷一輪又一輪的聚變反應(yīng),由氫變成氦,再按元素周期表的排位聚變到鐵為止。
期間由于聚變反應(yīng)的發(fā)生,會(huì)釋放出龐大的能量。而我國(guó)正在研發(fā)的可控核聚變技術(shù)人造太陽(yáng)就是用這種人,如果你還不打算停手,可以繼續(xù)加壓,當(dāng)聚變到鐵元素以后,聚變就不再釋放能量,而是吸收能量。
當(dāng)壓力來(lái)到1萬(wàn)。一個(gè)大氣壓原子會(huì)被直接壓碎,電子壓進(jìn)原子核里的質(zhì)子正負(fù)抵消變成了中子,加上原來(lái)原子核內(nèi)本來(lái)的中子,所有水變成一堆中子,我們就這樣得到了一顆中子星。
此時(shí)物質(zhì)的質(zhì)量一立方厘米就重達(dá)十億噸,而一顆中子星的最小質(zhì)量也是太陽(yáng)的1.44倍。
如果你還不夠滿(mǎn)足,當(dāng)中子星通過(guò)吸積超過(guò)了奧本海默極限,也就是約3.2個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量無(wú)限塌縮形成一份水,就這樣隨著壓力的增加變成了黑洞。
你可能不敢相信,其實(shí)在20世紀(jì)以前,人類(lèi)甚至連太陽(yáng)與星星為什么會(huì)發(fā)光都無(wú)法解釋。
直到1905年愛(ài)因斯坦提出了相對(duì)論,在相對(duì)論的基礎(chǔ)上,1920年英國(guó)天體物理學(xué)家亞瑟愛(ài)丁頓才首次提出恒星源源不斷發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)自于氫聚變?yōu)楹さ倪^(guò)程。如果沒(méi)有愛(ài)因斯坦,我們現(xiàn)在的生活又會(huì)是什么樣的呢?

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