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關于這個問題,最簡單的回答是每種東西都能壓縮. 事實上,壓縮氣態(tài)物質比壓縮其他任何形態(tài)的物質要容 易得多.那是因為氣體是由相距很遠的分子所組成的.例如 在普通的空氣中,實際分子所占的空間大約是整個體積的十 分之一. 在壓縮某一氣體時,僅僅需要克服分子本身的無規(guī)則運 動所形成的擴張傾向,將它們更緊密地推壓到一起,把分子 之間的一些空處擠出,用人的肌肉力量就能夠容易地做到這 一點.例如,當你擠壓一個氣球時,你就是在對空氣進行壓 縮. 就液體和固體而言,組成它們的原子和分子只是近于互 相接觸.借助于每個原子外層區(qū)域中的電子的相互斥力,這 些原子和分子不再進一步靠攏.這表示液體和固體分子的抗 壓力比氣體中分子運動的抗壓力要強得多. 這意味著人的肌肉不能再做壓縮液體和固體的工作,至 少沒有明顯的效果. 假定你把一定量的水倒入一個上邊開口的剛性容器里, 并把一個密閉的活塞裝入開口內,使它與水面接觸.如果你 用全力把活塞往下壓,你就會發(fā)現,它不會明顯地移動.由 于這個原因,人們常說,水是“不可壓縮的”,而且它的體 積不能夠擠得更小. 其實并不是這樣.當你把活塞向下推時,你確實壓縮了 水,但壓縮的程度不能測量出來.如果能夠施加比人的肌肉 大得多的壓力,那么,水的體積或者任何其他液體或固體的 體積的減小量,就會大到能夠測量出來的程度.例如用每平 方厘米1．1噸重的力量壓縮100升的水,它的體積就會 縮小為96升.隨著壓力的進一步增加,體積就會進一步縮 小.在這種壓縮力下,可以說,電子越來越靠近原子核了. 如果壓力更大,比如說,壓力相當于在巨大引力作用下 成千上萬公里厚的物質堆積起來的重量時,靜電排斥力就會 完全不起作用.電子就不能在軌道上圍繞著原子核運動,而 會被推開.然后物質就由不帶電子的原子核組成,而電子則 飛來飛去作無規(guī)則的運動. 原子核比原子小得多,因此,這種“退化的物質”大部 分還是空的.地球中心的壓力或者甚至木星中心的壓力都不 足以形成退化物質,但是在太陽的中心有退化物質. 一個完全由退化物質構成的恒星,可以象太陽那樣重, 但是體積卻不比地球大.這就是一個“白矮星”.它能夠在 它自己的重力下進一步地壓縮,直到它由互相接觸的中子所 組成.這樣一個“中子星”能夠具有太陽的全部質量,但被 壓縮成直徑為十幾公里的球體. 天文學家認為,它還能夠進一步地壓縮,直到變成體積 為零的“黑洞”. |
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