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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:以目前人類所掌握的知識,密度是沒有極限的,至少是超出了人類目前的認知水平。

    我們來看幾個例子:

    1、水的密度:1克/立方厘米;

    2、密度最大的金屬——鋨:22.6克/立方厘米;

    3、白矮星密度:10噸/立方厘米;

    4、中子星密度:100萬噸/立方厘米;

    5、夸克星表面:至少10億噸/立方厘米;

    6、黑洞奇點:無窮大。

    黑洞奇點,對於目前的理論來說,密度是無窮大的,所以說物質的密度是沒有極限呢!

  • 2 # 張翼鷹

    我們首先來看看物質的定義:物質為構成宇宙間一切物體的實物和場。我們周圍所有的客觀存在都是物質。那麼物質密度的極限看來只能從實物中探尋。

    我們都知道,黑洞的密度很大,結合數學的計算與推演,得出黑洞的定義:黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小,熱量無限大的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區範圍之內不可見。密度的定義是質量與體積的比值,既然體積無限小,那麼密度肯定無限大,但這是基於這個無法測量的奇點而言,而我們平時理解的黑洞,實際是有大小的,因為黑洞存在一個視線視界,所有落入黑洞的物質,在進入視界之後都不可再返回,也不可能被觀測到。因此視界是黑洞能被我們看到的最後邊界,這個邊界的大小在並不嚴格的意義上可以等同於黑洞的史瓦西半徑,和黑洞的質量密切相關,黑洞質量越大,史瓦西半徑越大。這樣我們通常所說的黑洞密度,實際就是黑洞質量除以它的史瓦西半徑內的體積,這個數值當然不可能無限大,質量越大的黑洞,其密度減小得越快,因為黑洞的體積和黑洞質量的三次方成正比。

    如果黑洞指的是隱藏在視界中的奇點,黑洞的密度當然是無限大的,但實際上奇點只是數學上的一種定義,現實無法測量,所以黑洞只能是指我們能看見的視界範圍,那麼黑洞的密度就有一個定值,這個值和黑洞的質量密切相關。

    這樣看來,黑洞的密度一直再變化,那麼就不存在密度無窮大,也就是說目前的科學角度來說密度沒有極限。

  • 3 # 九心逍遙

    最近看到好多關於黑洞的問題,很多人都對黑洞有這樣描述:黑洞的體積無限小,密度無限大。而現在這個問題問到了物質的密度的極限,很自然的就與人類目前間接看到的極端天體--黑洞有關。

    黑洞之所以被稱為黑洞,是因為這種天體非常緻密,引力非常強大,強大到連光都無法逃脫其引力範圍(更準確的說法是光在其事件視界內無法逃脫),實際上所有的天體都有其事件視界,這個範圍也叫做史瓦西半徑,只不過一般的天體的史瓦西半徑小於實體半徑,而黑洞的史瓦西半徑卻大於實體半徑。

    關於黑洞的形成原因,目前來說可能會是三種途徑,一種是大質量恆星在滅亡的時候,由於引力坍塌直接形成;一種透過中子星形成,比如中子星的引力就非常強大,不斷吸收周圍的物質,當其質量超過奧本海默極限時也會引起進一步的引力坍塌形成黑洞。或者兩顆中子星合併直接形成黑洞;最後還有一種黑洞的形成原因,就是原生黑洞(或太初黑洞)是由於宇宙大爆炸時的碎片直接形成的,當然這一種目前也只是猜測而已,因為科學家們發現了一些質量非常巨大的黑洞,按前兩種方式形成後,透過不斷的吸積達到這樣的質量所用的時間會超過137億年,所以產生了這種黑洞形成原因的猜測。

    上面大致說了一下黑洞有關的問題,現在回到問題本身來,物質的密度極限問題。因為我們目前能夠想到的最緻密的天體就是黑洞,所以黑洞內部(事件視界以內)的密度也就有可能是本題的答案了,那麼黑洞的密度存在極限嗎?黑洞內部真的只有一個奇點嗎?

    已經有認根據黑洞的史瓦西半徑和質量計算了黑洞的密度,卻發現了一個奇異的現象,那就是黑洞的質量越大密度卻越小,反之質量越小的黑洞密度越大!很神奇嗎?我認為這個結果一點也不神奇,相反這樣的結果是很奇葩的。

    因為黑洞的事件視界以內對於人類目前的科技來說全部都失效了,我們不知道其內部到底是什麼?由什麼樣的微粒組成?是什麼結構的?有溫度嗎?是不是存在一個所謂的蟲洞?有沒有體積?密度是否無限大?等等都無法做出回答,胡亂猜測無法驗證!

    那我們能回答什麼?以下是個人觀點部分,僅供閱讀不供參考:實際上我們不能回答出黑洞的密度有無極限,但我們卻可以計算出黑洞的密度下限,也就是黑洞的最低密度。

    前面提到,對於黑洞的形成原因中,有一種是中子星質量超過奧本海默極限時會引起進一步的引力坍塌從而形成黑洞。那麼這樣形成的黑洞也許就是黑洞的質量下限,也就是說這樣的黑洞的密度是黑洞密度的最小值了。

    奧本海默極限中的中子星與黑洞的臨界質量大約是3個太陽質量,而其史瓦西半徑大約是10公里左右,這樣我們就可以透過體積計算公式算出體積,進一步計算出其密度:大約是1.95*10^18千克/立方米,也就是每立方米大約有19500000億噸!

  • 4 # 語境思維

    自從“彎曲論”、“奇點論”、“對稱論”出臺後,理論物理,就成了數學物理,幾乎成了神學。

    於是派生出:黑洞、白洞、蟲洞、灰洞、神洞、奇洞;時空穿越、時光機、曲率飛行、n維空間、無限溫度、無限密度。

    最能忽悠的,就是科學巨匠。最能令人費解的,就是科學明星。誰異議廣義相對論,誰就是民科。誰質疑宇宙大爆炸,誰就是反智。數學的莫須有,就是“科學”!

    回到本題。密度是單位尺度的質量。通常,單位體積的叫體密度。做投影處理時,單位面積的叫面密度,單位長度的叫線密度。

    毫無疑問,沒有體積的密度,是不可思議的。單位體積是有限的,那麼單位體積的質量可能有無窮大麼?

    物理實驗表明:中子的密度最大。中子有內部結構。中子不穩定而分解為質子、(高能)電子、中微子:n→p+e+v。說明,中子有內空間,有高能電子(e-)的運動,質子也是有自己的高能電子(e+)。

    無疑:微觀粒子都有尺度與運動。有尺度就有自己的內空間。有運動就有自己的外空間。有空間,質量就不可能無窮大。

    不難想象:物質的形式,必須以特定空間為存在依據。中子星內部必有空間,不可能是毫無空隙的“湯”,其密度,也沒純計算那麼大。黑洞是一種中子星,密度也沒那麼不可思議。

    奇點,本是子虛烏有。果真有奇點,也是一個神奇的數學點,沒有體積,怎麼談密度?

    起碼常識,難道大神們也要推翻麼?我看,有的科學巨匠不過是科學巨傻!洗洗睡吧!

  • 5 # 王輝152805331

    密度對應體積和質量,這種設定註定是以(人類的意識)三維以太靜止空間為基礎。在四維空間中,所謂的三維物體是不佔據空間的(只是投影),這時談密度沒有任何基礎和意義。就如同我們認知黑洞的大小隻能以黑洞的視界來形容,而不能說黑洞的具體大小,黑洞只是我們三維認知世界的投影。當然,也可以認為密度無限大(不客觀,不準確)。

  • 6 # 長眉

    謝謝提出問題!我認為宇宙裡任何物質個體的密度,都是有極限的。如果物質的密度沒有極限,我們所看到的這個宇宙就不會存在,物質不會被自己產生的力無限收縮,也不會被自己產生的力無限膨脹。物質宇宙的膨脹力和收縮力一定是自恰的,這是物質宇宙之所以能夠存在的前題條件。

  • 7 # 雄哥131873329

    按目前科學界的一些理論推想,我們完全有理由認為,物質的密度是沒有極限的。以下幾個推想足以佐證:一、宇宙是由一個奇點大爆炸形成的;二、物質從宏觀和微觀兩向可無限延伸,宏觀上宇宙無限大,微觀上物質無限可分,粒子無限可小,不存在基本粒子;三、從宏觀天體到微觀粒子有著相同結構模型,即粒體圍繞核中心體運轉結構,構體內部表現“很空”。

    以上第一個推想,其實已給出宇宙開啟之初,所有宇宙物質及能量匯聚於一點,物質點的密度就是無極限的。再由後兩個推想我們也很容易想象到,物質的內部是“很空”的,從無限延伸的微觀角度看,可以達到“無限空”,這就不難想象,一旦物質有可能發生從宏觀到微觀的無限連鎖坍縮,宇宙就會逆向迴歸到原始一個點狀態,即物質的密度無極限狀態。從目前觀察到一些天體能量耗盡後坍塌為白矮星,中子星,演變成黑洞等過程推想,隨著宇宙無限演化,所有天體能量最終耗盡而匯聚成黑洞,黑洞相互併吞由小而大,最終歸於一統必是總趨勢,這可認為宇宙經歷了一個迴圈又回到密度無極限的初始狀態。

    當然,根據熵增加原理,宇宙是回不到過去的,但憑人類的現有知識是遠解不開宇宙之謎的,或許,每一個猜想,都有它最終的科學解析。

  • 8 # 楊志桀1979

    用宇宙的無限論中解釋物質可以無窮大,也可以無窮小。當密度大的達到一定程度時候就會出現空間扭曲,也就是俗稱的蟲洞(黑洞)。估計能認同的這樣觀點的應該很少,因為太深奧了,不是一兩句話說不清楚的。

  • 9 # 大千極微

    密度好似沒有極限,可以無限大,也可以無限小。

    但溫度卻很奇怪——可以無限大,卻不能無限小,因為有個絕對零度!

  • 10 # 民科尖兵

    現實物理是沒有無窮的,0和無窮都是數學概念。

    我早就說過,呼吸是黑洞的存在狀態。科學家的觀測也證實了我的預言。黑洞吸的時候,就達到了物質世界的密度上限。這個上限肯定不是無窮大。

    什麼是黑洞的呼吸呢?黑洞內部是極不平靜的。首先黑洞由於自重產生擠壓,體積變小。這個過程就是黑洞的“吸”。黑洞壓力過大時,黑洞物質分解,萬有引力消失,黑洞因此膨脹,這就是黑洞的“呼”。黑洞膨脹到一定程度後,黑洞物質又重新生成,萬有引力產生,使黑洞回縮,產生新一輪的“吸”。

    到這裡,你要說我毫無根據胡說八道了。萬有引力怎麼會消失呢?這一點,我已經在關於萬有引力本質的多個問答裡回答過了,篇幅較長,這裡略作提及:萬有引力是基礎微粒的震盪產生的,黑洞將基礎微粒壓壞,震盪消失,引力跟著消失。

    科學家的觀測印證了我的理論。科學家發現,黑洞體積越大,密度越小,目前尚無理論解釋。但是用我的黑洞呼吸理論,恰好能解釋這一現象:黑洞減小的密度,來自消失的引力和質量。而黑洞內的物質,並沒有絲毫的減少。

    這裡略作延伸:所謂宇宙大爆炸,就是黑洞經過漫長時間的吸積,質量越來越大,呼吸作用越來越劇烈。當其呼氣的範圍超出史瓦西半徑時,在其呼氣時由於超出史瓦西半徑和質量減少的雙重效果,噴發速度超過了萬有引力形成的速度,就會產生遠超光速的大噴發(基礎微粒比磁子小得多,磁子比光子小得多)。

    由於解說過於簡略,對於給大家造成的閱讀困難表示抱歉。

  • 11 # 修你現任

    事實上,溫度也有個無限小。就是絕對零度,絕對零度下,所有的物質運動全部停止,但你想想物質的本質之一就是運動,你怎麼讓一個電子停下來?永遠不可能到達絕對零度,你只是被人的習慣欺騙了,常規下把水冰汽三相混合物的溫度定為零度,只是為了方便普通人

  • 12 # 908813688

    不對的,在量子力學裡無限大和小都沒有意義,溫度門的最低最0K(-273.15)及宇宙中最高的溫度,這也就是傳說中的普朗克溫度,大概是 1.416833(85)×10^32 K,。

    密度也有最上限,大到一定就將物質轉成了純能量了,也就是宇宙大爆炸時的將所有的物質變為一個小點的純能量,再大在這個宇宙中就沒有意義的,物質最小也只能小到普朗克長度,它大致等於1.6x10的-35次方米。

  • 13 # 微論數碼

    物質的密度肯定是有極限的

    首先這個問題用地球上的物質做參考肯定是不行的,這裡涉及到科學家曾經提到過的一個問題那就是宇宙中的奇點

    當宇宙還未爆炸之前,宇宙中存在一個密度非常大溫度非常高的奇點,這個奇點可以說是黑洞慢慢吸收周圍的物質慢慢壓縮,形成了一個密度大的無法想象的地步,因為隨著黑洞無限的吸收物質壓縮,質量也在無限增大,對周圍的空間扭曲的也越大,當然內部的壓力也隨之增大,最後奇點無法承受如此巨大得壓力變爆炸了。

    所以說,宇宙中物質的密度不可能無限大,總有承受不住的時候。

  • 14 # 自然科學理論研究者

    物質的密度有沒有極限,不是取決於外在因素,而是取決於內在因素。

    舉一個相關的實驗例子:在一個杯子裡放滿“沙子”,這時候杯子看上去已經滿了。但是,我們又往裡面加水,依然可以。這說明了什麼,不就說明了——“密度可以疊加”嗎!

    如果這時候你認為到了極限,那就大錯特錯了。我們這時候可以將杯口密封,然後抽取裡面殘存的空氣。

    然後你會看到杯口會空出來一線。這說明,當空氣抽走後,物種內空間增大,致使外壓大於內壓,從而使得水沙再次縮緊——這也就進一步說明表面看上去已經無法再壓縮了,但是隻要物質內部微觀層面存在空隙,那麼理論上就是可以無限壓縮的——換而言之:物質的密度沒有極限。

    可是在現實中要做到這一點很難!

    因為在微觀世界中,各個物質大小層面的個體都是在運動的:原子、分子、電子、粒子、……,他們都是在不停的運動中,而運動就會產生釋放熱量,繼而形成熱推力(斥力),【大家都知道從我們觀察到的資訊影象來看,不管是什麼層次大小的物質,其外觀都是圓形或近似圓形的,同時也是在做自轉運動。如果我們這時候將他們放大,看成太陽……】那麼它內部反應間隙波,也就是熱力波、熱推力(斥力),那麼(拉力;引力)就是類似原子彈爆炸後的空間坍塌回拉力。

    在我們的層面觀察、觀測到的就是物質之間的相互作用力與反作用力——也就是說所謂的密度(物質之間的間距大小和一個範圍類物質數量)主要就是因為這兩種【】力達到平衡狀態決定的。

    也就是說只要不斷對其施加外部壓力,使其兩者距離不斷靠攏,就能夠達到使其密度不斷增大的目的——可是這一點在現實中無法做到,因為物質之間的距離不斷靠近,所承受的反作用力的大小卻是以幾何級數上升的,所以不可能無限壓縮。並且這樣形成的物質結構極不穩定——很容易受到熱力破壞。

    那麼換一個角度思考,如果無法直接讓其兩者靠近,是否可以透過安插的方式,不斷往空隙中安插“介質”來間接完成——物質密度無限增大的可能性!

    前提就是隻要安插的“介質”能夠在中間起到承上啟下平衡作用力的效果,那麼這種方法就是可行的。

    2018、3、27

  • 15 # 九維空間

    大概五年前我為新版的《十萬個為什麼》寫過這個詞條。這裡再做進一步展開。

    密度極限需要根據物質的定義來考慮。但無論是狹義的物質,還是廣義的物質,都有密度極限。

    狹義的物質指的是由原子組成的物質。原子由原子核和電子組成,原子核裡面是質子和中子,它們都由夸克組成。夸克和電子都是費米子,量子力學中費米子都需要遵守泡利不相容原理,也就是說同樣量子數的費米子波函式不會重合,而是在相互作用允許下儘量遠離,所以原子都是很空的,絕大部分質量都集中在中間極小的原子核上。這樣由原子組成的物質密度就有上限了,一些重金屬差不多接近這個上限,即每立方米20多噸(水的密度是每立方米1噸,地球的密度約每立方米5噸)。

    廣義的物質就是宇宙萬物。除了夸克和電子這些費米子,我們還有光子這種玻色子,不用遵守泡利不相容原理。但是光子本身有波長和衍射極限的限制,無論是什麼樣的光學器件都不能把光斑縮到無限小,也就是說都會有一個有限的大小,即高斯光斑束腰半徑,這個大小和原子比起來還是要大很多量級的。

    放眼全宇宙,我們會找到打破原子的限制,最終密度非常大的天體。首先是白矮星,即在強大的引力場下把原子核都擠壓在一起,密度大概是每立方米幾百萬噸,也就是地球的上百萬倍。

    比白矮星密度還大的是中子星,它相當於把原子核都融合在一起,中子緊密排布,變成一個巨大的原子核,因此密度和原子核一樣,每立方米千萬億噸級別,也就是地球的千萬億倍。

    比中子星密度還大的,在我們的宇宙中只剩下黑洞了。黑洞的體積可以定義在其視界內球體大小,那麼黑洞的半徑可以用史瓦西半徑R表示,它和黑洞的質量M成正比。但黑洞的體積和半徑R是三次方關係,也就是說黑洞越大密度反而越小。但是形成黑洞必須具有一定的初始質量,即奧本海默極限M0,那麼黑洞的密度極限大概就是c^6/(11*pi^3*G^3*M0^2),大約每立方米上億億噸,即地球密度的幾千萬億倍。

  • 16 # 孤單愛琴海5

    肯定有極限。我們都知道,物體都是由原子組成,而原子是由質子,中子和電子組成。其中質子和中子佔原子大部分質量,質子帶正電荷,中子不帶電,電子帶負電荷,電子是圍繞質子旋轉。其實原子內部是非常空曠的,這些子們其實只佔原子體積的億萬分之一,假如能把原子內部空間全部佔滿,一個原子體積只有原來的億萬分之一,但其質量就非常重了。

    宇宙中一種天體-中子星,幾乎都是這種結構,所以一勺子中子星的質量就可能是幾十億噸。這是不可想象的。所以理論上還是可以的。

  • 17 # 壹點科譜

    目前來說。物質密度是沒有極限的,如果真有物質密度極限一說,那麼黑洞的密度就不在是沒有極限的。但理論上,黑洞是一個體積無限小,密度無限大的天體。目前宇宙觀測密度最大的是中子星,其質量最大可達20億噸每立方厘米。相當於指頭大點的東西就有20億噸。

    許多朋友會說,怎麼可能。密度無限大,那麼體積就是無限小。那能比史瓦西半徑如何解釋,太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米。這應該是一個物體壓縮的極限了吧。事實上,史瓦西半徑就是黑洞臨界值,比史瓦西半徑還小的,就是黑洞。

    還有一個普朗克長度,這個長度是目前物理學中的長度最小極限,即1.6x10的負33次方釐米,是一個質子直徑10的22次方分之一。不可達到。一切小於這個長度的物質都沒有任何意義。

    所以就目前而言,不管是史瓦西半徑和普朗克長度,都可以說是還在人類物理定律和理論範疇。但人類所有物理定律在黑洞面前都是無用的。都是失效的。所以黑洞用史瓦西半徑和普朗克長度衡量對比,二者根本不能做比較,至少目前為止黑洞實際密度是一個迷。

  • 18 # 旺德福不服

    準確的來講這個問題的答案未知,因為密度最大的物質在黑洞裡面,但視界以內的情況不知道,還有黑洞是否質量上限也不清楚。

  • 19 # 詩書堂

    黑洞的資料只停留在猜想和模擬演算的範圍

    目前為止,人類還沒有任何可靠的證據證明已經觀測到了黑洞的資料,不客氣的說,連線近黑洞的機會都沒有,你拿什麼來測量證明它質量無限大而體積無限小?

    只能說是假想猜測,別搞得好像一定就是這麼回事似的,萬一黑洞只是兩個宇宙維度之間轉換吸收的通道呢?

    總之在人類對宇宙的瞭解看來,質量無限大體積無限小是違反宇宙物理規律的。

    而科學家們呢,反正又沒人能證明是不是,所以高大上地忽悠著,不信那你去證明出來看看!

    科學也有耍流氓的時候!

    科學家是天才與瘋子的共同體

    所以科學家有時候是天才,有時候是蠢材!

  • 20 # Comfunny

    物質的基礎是可以被描述,從這個角度出發,所有人類可以描述的物質都不應該是無限概念的,因為所謂的無限並不是一個能夠被理解的描述,只不過是對未知的另一種措辭罷了。物質之所以存在,就是可被描述,既“存在既是真理”。如果物質密度這個描述用的標值陷入無可描述的無窮狀態,這個物質的存在基礎就失去了,好比黑洞,說是物質,其實只能是是現象!如果一定要說黑洞物質的密度,那就必須認知黑洞是有密度的,只不過我們人類目前無法測量出來而已。如果黑洞能夠吞噬一切被證實是真的,那麼我們可以得出結論,已知物質的密度是有上限的,這個上限就是黑洞物質的密度,因為任何物質都會因為抵禦不住黑洞巨大引力的撕扯而徹底失去物質結構,淪落為構成組織的顆粒。

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