win101803版本怎么升级1909
原子内绝结构是怎样的?有绝对实心的物质吗?
原子内绝结构是怎样的?有绝对实心的物质吗?
“原子内绝大部分空间都是空的?那么有绝对实心的物质吗?”,关于这个问题,我们可以一个个来回答。
原子内绝大部分空间都是空的?
其实科学最重要的一个特点,就是在搞任何研究之前,都要先把研究对象定义清楚。我们虽然不搞研究,但是在谈论科学问题时,其实也要把谈论的对象定义清楚。也就是,所谓的“空”,到底是什么或者说,存不存在空?其实在量子世界里,“空”也很热闹,虽然才有那句名言:真空不空。
不过,相信对大多数人而言,“空”其实是指什么都看不到。那原子内部是这样的么?如果我们把时间静止,某一时刻电子静止了(虽然这是不可能事情,我们就假设可以。)我们这个时候再来看原子核和电子,就会发现一个问题,原子其实很大很大,原子核和电子很小很小。如果用比喻的话,应该是这样的,原子如果有足球场那么大,而原子核只有蚂蚁那么大,至于电子,那就更小了。通过这个比喻,我们也大概知道原子有多空了。
但是你想过它为啥不会塌么?原因其实就在于核外电子,它并不是轨道式地绕圈圈,而是呈现概率云式的,我们只知道下一刻它出现在某个位置的概率。
有绝对实心的物质吗?
那到底有没有绝对实心的东西,就要从古希腊的一位哲学家说起了,他就是德谟克利特,和亚里士多德差不多时期。
他就曾提出原子论,认为构成万物的是一种无限切分到无法再切分的原子。当然,他所说的原子和我们现在的原子并不是一种。之所以一样的名字,是后来的科学家盗用了人家的德谟克利特的发明。
但是德谟克利特也给我们指出了一条路,那就是存不存在可以一种没办法继续再发的粒子。整个20世纪的粒子物理学家和实验物理学家都在忙会这事,他们找到了100多种粒子。最后建立了一个粒子物理标准模型。
我们可以来简单讲一讲,就比如:质子还能再分么?实际上可以。质子是由三个夸克构成的。那电子可以再分么?实际上不可以。科学家找到了一对基本粒子,它们都不可再分,这当中就有电子,夸克,中微子,它们把这些粒子叫做费米子。
除了此之外,科学家还在到了粘合剂,就是把费米子们串联起来的粒子,这当中就有传递强相互作用的胶子,传递电磁相互作用的光子,传递弱相互作用的Z玻色子和W玻色子,还有赋予粒子能量的希格斯玻色子,这些起到粘合剂作用的粒子就叫做玻色子。
通过这个模型,你就会发现,科学家在找到粒子的同时,还把四大作用中的三种作用统一了起来,不过引力一直都无法纳入到这个体系当中。
也就是说,在粒子物理标准模型中,费米子和玻色子是德谟克利特所说的,无法切分的那种粒子。那他们是不是实心的呢?说实话,我们不知道,因为我们切不开它们。超弦理论认为他们还是可再分的,不过我们要知道的是超弦理论目前来说只是数学上推导,实际上还没有任何验证。所以,按照目前来看,可能是实心的应该就是这些个粒子,因为他们无法再切下去。
那他们有多致密么?其实我们还没办法知道。但我们知道中子星,也就是一些大质量的天体,自身的电子简并力没抗住引力,然后电子坠入到原子核中,
电子和质子发生反应变成中子,于是,整个天体就是一团中子的集合。
这种天体的密度相当惊人,一汤勺大概就有10亿吨左右。这其实就是因为原子内部空间被挤压的结果导致的。这种天体也就比一部分黑洞密度稍微小一点。(这里强调一下,我们不用密度来描述黑洞,而且根据计算,有些大黑洞的平均密度其实很小。)
所以,我来总结一下,要说最实心的应该是那些不可再切分的基本粒子,不过这是基于目前的理论而言的。而要在宇宙中找到相对实心的,可能是一部分黑洞和绝大部分中子星。
一个原子放大1亿倍就是一个宇宙?那我们就生活在其中吗?
如果站在我们人类的角度,这原子放大1亿倍显然不能和宇宙划等号。比如一个氢原子,0.1纳米,放大1亿倍后,也不过直径1厘米,大小相当于一个玻璃弹珠——然而你应该看不到它的,因为原子又是由原子核和外围旋转的电子组成,原子核的直径只有原子的十万分之一,电子就更小了,这就意味着它们形成的原子放大1亿倍你也根本看不到。然而,按照量子力学的观点,电子是同时出现在轨道上所有位置的,是一片电子云,所以我就假设你看到了这颗原子吧,然而一厘米大的一坨云,就能成为一个宇宙?
显然不能,所以题主的意思其实应该是,把原子放大到和太阳系一样大,把我们人类放到围绕原子核周围运行的,像地球一样大的巨大电子上,整个微观世界是不是就变得像宇宙一样了?
从科学上来说,不能如此简单的类比。上世纪初卢瑟福发现原子结构后,人们实际就是这样想的。但后来人们计算后发现,如果原子是太阳系这样的结构,电子就根本不可能维持在轨道上,要么很快坠入原子核,要么瞬间就飞走了。之后量子力学逐渐发展起来,人们才发现,微观世界和宏观世界完全是两个不同的世界,遵循不一样的规律,这就是量子力学和广义相对论分别定义的世界,而且这两大支柱还互不相让,由此也引发了爱因斯坦和量子力学之间的对立。
为什么会出现这样的情况呢?没有人知道,你要是知道你就已经超越爱因斯坦,解决了大统一的问题了。所以只能有一些猜想,比如我们看微观世界,实际只看到了空间的缩小,却看不到、感受不到时间上的变化,如果你到了电子上,时间感受也快了上万亿倍的话,说不定原子就和太阳系差不多了。量子力学说我们无法知道电子在原子核周围的哪个地方,只能知道它出现在某处的几率,原子核周围形成的是电子云,电子是同时出现在所有地方的。但如果电子在你的眼前像地球一样大,你就在站在电子上,你还会觉得它是一坨云吗?显然就不会了。这叫:只在此山中,云深不知处。
当然,这只是猜想,不是科学,如果你想生活在其中,完全可以海阔天空天马行空地畅想,但要想从科学上获得确切的解答,目前还不行。