第四章 真 空 【32】

第四章 真 空 【32】

當然,將該奇點直徑看作近似於零可能有些過小;但是如果能測出形成宇宙物質的最原始的物質的體積再乘以它的數量這便是黑洞的體積。根據黑洞是由比中子星更大質量的物體形成,自然是在更強大的引力下形成的更小體積來看,黑洞體積遠小於中子星。中子星的體積是可以用我們現在已知的中子個體體積,直徑為10^(-14)米數量級乘以形成該中子星的中子數量得來的。黑洞的體積也應該根據此原理求出。在目前霍金的宇宙學理論中最終黑洞的最小體積——奇點直徑接近於零。

這當中必須認清楚的是為什麼質量更多了,而體積反倒更小了。其實這個道理很簡單,因為組成黑洞的微粒是構成一切宇宙物質的最原始的物質,也就是最小體積的微粒,這也就告訴了我們,組成黑洞的物質的密度是至少大於每立方厘米6750億億億克、黑洞中心奇點的密度為無限大。而中子星的密度是僅為每立方英寸幾億噸的根本所在。這說明了,黑洞由最小微粒緊密構成時,其微粒之間沒有間隙或至少是相對於其它物質來說具有最小的體積幾乎為零的間隙。而從最原始的粒子,到逐階層形成夸克,再由夸克結合成中子時,已經增加了難以計數那麼多倍數的間隙。

而在它組成其它物質時所組成的物質層次越大其間隙也越大。我們暫時還不清楚由最原始的微粒開始經過了多少層次組成了中子,但可以肯定中子當中,本身已經有了不小的間隙。至於中子這微粒自身當中已經含有多大的間隙,這大概值,可以用同等質量的中子與最原始物質的體積比較一下就知曉了。譬如由中子星的密度與黑洞的密度比較一下就可知中子星的體積增大了多少倍。由於黑洞的密度無限大,這實質上也揭示了儘管在人們的印象中,中子是極小的,但是中子自身物質的實際體積與它自己的內部間隙相比較,還仍然只是一個極小值。

我們再說一個簡單的例子,原子結構今天對大家來說已經不陌生了吧。原子的體積自然包含有圍繞原子核旋轉的電子軌跡在內。我們暫且忽略原子核內的間隙不計;用整個原子的體積與原子核的體積作一個比較,就可以知道原子本身內部絕大部分體積是間隙、或者說是空間也行。具體來講,原子半徑的數量級單位是10^(-10)米;而原子核半徑的數量級單位是10^(-14)米,故爾兩者體積要相差10^(-12)倍。其實不然這也是原子與中子密度相差的倍數。當然我們若直接用該原子的密度去與黑洞的密度比較一下就更可以得出原子內部空間所佔的這絕大部分比例是多少。以上主要是在理論上說明,層次越小的微粒,本身內部間隙越小,並且不同層次的微粒間,自身內部所含的間隙在數量級上的差異是相當大的。

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前沿物理暇想

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