“水是不可压缩的”?其实不然,本文我们就来设想一下,通过超强的压力装置,对水来进行一次极限压缩。
从水的三相图可以看出,水在不同的温度和压力下,会呈现出三种不一样的形态,即固态、液态或气态。当压力开始慢慢增大时,水先是会变成固态,也就是冰。
压力继续增强,冰的结构就会发生变化,分子间的氢键崩塌,冰的体积迅速缩小,被压缩成更高的密度,释放出不可思议的能量。
不过,好戏才刚刚开始。
继续增加压力,水分子内部的氢氧键就会开始断裂,分解成了氢原子和氧原子,这个时候的水,就会慢慢变成一种除了固态和液态外的全新形态,进入了一个从来没有过的未知状态。
压力装置压缩水的过程,就相当于把压力装置的能量直接传递给了水分子,致使水内部的能量持续增加,温度直线飙升。当达到一定程度的时候,氢原子和氧原子就会开始发出“光”。
这不是普通的光,这是水分子内部的电子,在高温下获得了足以脱离原子核的能量,形成了高温等离子体,是的,普普通通的水,奇迹般的转化为了发光的等离子体(物质的第四态)。
压力继续增加,物质的变化也会越来越剧烈,光越来越亮,温度越来越高,就像是一颗小太阳的诞生过程。氢原子核在高压高温下开始发生核聚变,生成氦原子核,释放出超大的能量。
随着物质的体积持续膨胀,这个时候的容器,除了是一个高压实验装置外,它更像是一个承载着无限能量的微型恒星诞生的地方。
核聚变反应的继续,容器内的物质开始形成更重的元素,如氖、钠、镁,这个过程会释放出更惊人的能量。
不过这一切并不会无限的持续下去,核聚变进行到铁元素的时候,就会发生质的转变。铁的核聚变已经不再释放能量了,相反的,会转变为开始吸收能量。
继续增加压强和温度,更大的挑战出现了,“电子简并压”开始成为新的阻力,因为这个阶段的物质密度,就相当于是宇宙中的“白矮星”。
电子简并压,是一种由泡利不相容原理造成的现象,如果容器内的物质密度达到白矮星的水平时(相当于把太阳压缩到地球大小的密度),电子之间的量子态,就不会再允许持续的压缩了,就会产生一种强大的反抗力,这种压力就如同是集聚了整个宇宙的力量,来对抗这一强行的压缩过程。
就在面对如此大的阻力,就在压缩工作要画上句号的关键时刻,压缩装置爆发出了超乎想象的强大力量,容器内的物质被再一次压缩。
原子核在这样的极端条件下被全面打破,形成了中子,密度几近达到了中子星的水平。
中子星,是宇宙中最致密的天体之一,它的密度大到让人难以想象,光是每立方厘米的物质质量,就可达数亿吨。
这个时候,中子的简并压又一次成为了压缩的障碍。中子也是费米子,在高密度下产生强大的反抗力,让这次压缩几乎变得不可能。
科学家们再一次调高压力装置的功率,把容器内的物质推向了新的密度极限。中子简并压开始瓦解,容器中的物质被持续压缩,突然,它们好像消失了。
不过确切的来说物质不是消失,它们又一次转变了形态,变成了“黑洞”。
黑洞,这个宇宙中最神秘,也是目前已知密度最大和无穷大的天体,光都无法逃脱,甚至连时间和空间都会发生扭曲。
是的,就这么一顿操作下来,科学家们创造出了一个微型黑洞,一个由水分子压缩形成的黑洞。
黑洞是物质的终极形态,已经没有办法再继续压缩了,实验到此完美结束。