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宇宙中“最硬”的物質,比鋼還硬100億倍,堪稱宇宙“硬菜”

作者:碎碎念大王

導語

硬度是物質與物質之間的一個非常重要的性質,是指當物質受到外力的擠壓或者拉扯後,物質不會發生形變的特性。

例如,我們所熟知的鋼鐵就是一種硬度較高的物質,而相對來說鮮為人知的石墨烯也是一種非常硬的物質,其硬度甚至比鋼鐵還要高出數億倍。

那麼在世界上,什麼樣的物質的硬度能夠達到這樣的地步呢?

又有着什麼樣的特殊之處呢?

宇宙中“最硬”的物質,比鋼還硬100億倍,堪稱宇宙“硬菜”

一、硬度最大的物質。

要說到硬度最大的物質,我們首先想到的就是自然界中最硬的物質金剛石了。

和人們通常所說的鑽石一樣,金剛石也是由碳原子所組成的,但是金剛石的碳原子的排列方式和普通的石墨有着很大的不同。

由于金剛石的碳原子是呈封閉和環狀的排列,是以它的結構非常的緊密,因而非常的堅硬。

金剛石的硬度能夠達到世界上第一的地步,這是因為金剛石的晶格結構非常的穩定,而且非常的緻密,幾乎是不會有缺陷存在的。

除了這些之外,金剛石的晶格結構也非常的規整,這樣一來,金剛石的碳原子的鍵能就會非常的強大,也是非常的堅硬。

那麼有沒有什麼物質是比金剛石更堅硬的呢?

其實真的有,這種物質就是石墨烯。

不同于金剛石,石墨烯是一種二維的物質,它的碳原子是由六邊形的排列而組成的,在這種排列方式下,碳原子的鍵能要比金剛石要強大的多。

是以,石墨烯的硬度也就比金剛石要更高出數倍,更是比鋼鐵這種金屬的硬度高出數十億倍。

石墨烯的碳原子鍵能如此強大,這是因為石墨烯由碳原子所組成的鍵是一種非常特殊的共價鍵,這種共價鍵是非常的穩定和牢固的,因而它的硬度也是非常的高。

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二、碳炔和石墨烯。

石墨烯之是以會比金剛石硬,主要是因為石墨烯是一種人造的物質,人們通過一種叫做機械剝離的方法,可以将石墨從石墨礦石表面剝離下來,一層一層的剝離下去,直至剝離到最後,就能得到石墨烯這種二維的物質了。

和石墨烯一樣,地球上還有一種由碳原子所組成的物質碳炔,同樣也是非常的硬,它的硬度要比鋼鐵還要高出數百倍,并且碳炔的硬度也是要比鑽石還要高出數十倍。

由于碳炔的硬度是如此的高,是以它也被稱之為地球上的“硬菜”,并且也是由碳原子所組成的。

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在碳炔這種物質中,碳原子和碳原子之間的鍵能非常的強大,這就是其如此堅硬的原因,因碳炔的硬度非常的高,是以它也被廣泛的應用到各種工業生産中。

在鑽石的生産制作過程中,碳炔就是非常重要的一種原材料,它可以幫助勞工制作出高品質的鑽石。

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在碳炔這種物質中,碳原子和碳原子之間的距離是非常的近的,同時碳原子之間的鍵能也非常的強大,是以碳炔的硬度非常的高,這也就是為什麼它會比鋼鐵還要硬上數十倍的原因了。

當然碳炔也并不是非常的穩定,它的穩定性比金剛石和石墨烯要差得多,碳炔和鐵在高溫的條件下,就會發生化學反應,形成一種叫做“氮化釩”的物質。

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在碳炔和鐵在高溫的條件下,發生化學反應,形成“氮化釩”的物質後,硬度就會大大的降低。

因為經過化學反應後,碳炔和鐵之間的互相結合就會大大的減弱,是以硬度也會大大的減弱,是以碳炔和鐵的互相結合方式,決定了物質的硬度。

三、恒星的演化。

在恒星的演化過程中,碳原子是非常的重要的一種元素,碳原子可以和氫原子互相結合,形成一種叫做“甲烷”的物質。

在恒星的演化過程中,氫原子是非常的豐富的,而碳原子的含量相對來說比較稀少。

在演化過程中,大量的氫原子和大量的碳原子又會發生互相結合的過程,這樣一來,就會生成大量的甲烷,這種物質就是恒星的主要燃料了。

在恒星形成的早期,它的内部是非常的熾熱的,當恒星内部的溫度高達一百萬度以上時,就會發生核聚變的過程,這樣一來,恒星的能量就會不斷的産生,恒星也會不斷的釋放出能量。

在這樣的一個過程中,恒星的内部能量也會持續的減少,這樣一來,恒星的内部溫度也會不斷的降低,當内部溫度降低到100萬度以下時,就會發生核裂變的過程。

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在這一過程中,碳原子和氫原子就會發生互相結合的過程,這樣一來,就會産生大量的甲烷,這種物質會不斷的向外擴張,最後形成一個較大的星雲,這個星雲會不斷的凝聚,最終形成一個較大的恒星。

當這個恒星的内部能量耗盡的時候,就會發生恒星的死亡的過程,同時也會釋放出大量的能量,形成一個較大的爆炸,這就是人們所說的超新星。

四、中子星上的“核意面”。

在超新星爆炸的過程中,會産生大量的新元素,這些元素就會随着超新星爆炸的殘骸,不斷的向外散播,最終形成一個新的星雲,這個星雲會不斷的凝聚,最終形成一個新的恒星。

而超新星爆炸的殘骸也會不斷的向外擴張,最終形成一個新的恒星,這個恒星就是中子星了。

對于中子星來說,它的内部包含着非常的豐富的中子,而且中子之間的距離非常的近,是以中子星的内部的密度也是非常的大的,可以達到一個非常大的數值,可以說是非常的尼弗。

在這樣一個密度下,中子之間的距禇是非常的近的,甚至會發生核反應的過程,是以中子星上的物質也是非常的堅硬的,這個物質就是被人們所稱之為“核意面”。

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在中子星的内部,由于中子之間的距禇非常的近,甚至會發生核反應的過程,是以中子星的溫度也是非常的高的,可以高達幾百萬度。

在這樣一個溫度下,中子星的内部就會産生出非常的“硬菜”了,這個“硬菜”就是被人們所稱之為“核意面”。

對于“核意面”這種物質來說,由于中子之間的距禇非常的近,是以它也是非常的堅硬的,可以說是宇宙中最堅硬的物質了。

在物質的外觀上,它看起來是非常的晶瑩剔透的,就好像是一碗碗的面條一樣,非常的美味。

但是這種“核意面”看似是非常的美味,但是卻是非常的堅硬,幾乎是不可破的,這也是它的魅力所在。

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五、四中子物質。

那“核意面”這種物質,究竟是如何形成的呢?

這是因為在中子星的内部,中子之間會發生互相結合的過程,根據人們所做的模拟實驗,中子之間如果要互相結合,至少要超過三個中子,這樣一來,中子之間的距禇才不會太近。

在這樣一個過程中,就會産生一種新的物質,這種物質就被人們所稱之為“核意面”了,它由四個中子所組成,中子之間的互相結合會非常的穩定,是以“核意面”是非常的堅硬的。

而且“核意面”還會不斷的釋放出能量,這些能量就會不斷的向外散播,形成一片光芒,這也是“核意面”非常的閃耀的原因。

“核意面”是非常的堅硬,但是它的壽命卻是非常的短暫,20年前,人們在一台所建造的加速器上,發現了一種新的粒子,這種粒子就是由四中子所組成的。

經過一系列的研究實驗,人們發現對于四中子物質來說,它的品質是非常的大的,是非常的穩定的。

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“核意面”是非常的堅硬,但是它的壽命卻是非常的短暫,它的壽命有多短呢?

隻有幾分之一秒的時間,這就是“核意面”的壽命了。

20年後,人們又在一台同樣的加速器上,發現了一種新的粒子,這種粒子就是四中子物質,這表明四中子物質的壽命非常的短暫。

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結語

“核意面”是宇宙中最堅硬的物質之一,對于“核意面”這種極端物質的研究,也許可以為我們提供更多關于宇宙起源和演化的線索。

在未來,随着科技和實驗技術的不斷發展,我們對于宇宙中物質的認知也會不斷的深入和創新。