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當一個粒子的密度極大時,能不能坍塌成為黑洞呢?

物質個體都是由物質和空間複合組成的,越大的個體,內部的空間也越大,例如,超星系團內部的空間,比星系團內部的空間大,星系團、星系群內部的空間,又比組成它的"宇宙島"級星系內部的空間大很多,太陽系內部空間比銀河系內部空間小,月地空間距離比日地空間距離小很多(38萬公里對1天文單),分子們構成物質團塊,分子間有空間,比電子到原子核之間的空間距離大,質子中子之間有距離,同樣,三個夸克之間一定也有距離,物質密度大小,只能在同層次物質個體之間做比較,上下層次之間,密度懸殊是很大的。史瓦西半徑、勃朗克長度、黑洞,這些理論上的物質密度極限,在宇宙構造物質個體的實際上是否真有可能存在,有待科學家進一步探索,不宜過早下結論。

物理學理論上存在一個密度最大值,即普朗克密度,約為1.155*10^96kg/m3,相對於將10^23個太陽質量擠入一個原子核大小的空間所具有的密度,而原子核只有約為10^-15米大小,這個密度大的難以想像!遠超過形成黑洞的臨界值。理論上認為只有在宇宙大爆炸1單位普朗克時間後,宇宙的密度是1單位普朗克密度。

在單位體積內,密度與質量成正比。理論上,一個粒子所具有的最大質量為1單位普朗克質量(2.18*10^-5克),約為質子質量的1千億億倍,相對於一粒灰塵的質量,這是一個比較容易理解的物理量。為什麼?當粒子質量大於或等於1單位普朗克質量時,所具有的密度值將使粒子將形成一個微型黑洞,因此,不存在一個質量大於或等於1單位普朗克質量的粒子。那麼,這個微型黑洞視界到中心的距離即史瓦西半徑就是普朗克長度,約為1.6*10^-33厘米,假如讓光走過這段半徑所花的時間,就是普朗克時間,約為10^-43秒。

這些普朗克單位是代表的是現在理論物理學中認知的極限,超過這個量是沒有意義的。至於暗物質是否是密度極大的粒子構成,現在還不清楚,對暗物質和暗能量現在還了解的甚少。

在理論上說,任何物體都可以變成黑洞,只要有外力可以把它壓縮到史瓦西半徑之內,恆星演化為黑洞是因為其自身的引力塌陷充當外力。但是小於一定質量的天體靠自身引力形成黑洞並不現實,所以就需要其他的力或者人為的外力,但是現在的科技並不能達到。即使一個粒子如果有足夠的外力施加,使其達到史瓦西半徑也可以形成黑洞,這個時候它的密度就會極其大。

大型強子對撞機粒子碰撞後會產生巨大的能量,有的科學人士就發出了這樣的言論,大型強子對撞機產生的微型黑洞會毀滅地球毀滅人類。但歐洲大型強子對撞機運行至今,這些並沒有發生。有的理論認為,即使產生了微型黑洞,它的壽命也並不長。至於題中描述的暗物質並不會是一堆微型黑洞,至於是什麼只能等待著我們去發現。

ps:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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