Каков предел давления?

А вообще каков предел давления? В пространстве, где нет ни одной частицы вещества, давление равно нулю. А верхний предел?

Представим себе ящик, стенки которого могут выдержать любое давление. Начнем нагнетать в него газ, например двуокись углерода - обычный углекислый газ, которым газируют воду. При накачивании углекислого газа число его молекул в ящике начнет расти. Плотность газа и давление тоже возрастут. Молекулам в ящике станет теснее. При некоторой плотности газ начнет сжижаться. Чем больше молекул в ящике, тем меньше расстояния и больше силы взаимодействия между ними. Благодаря этому вязкость углекислого газа возрастает, и при давлении в несколько сотен мегапаскалей он затвердеет. Продолжим сжатие. Предположим, что одна стенка ящика подвижная и, перемещая ее как поршень, мы сжимаем твердую двуокись углерода. При давлениях в тысячи мегапаскалей атомы подойдут так близко друг к другу, что электронам станет трудно двигаться вокруг ядер. Появятся искажения электронных оболочек.

Более половины химических элементов устроено так, что на их внутренних электронных орбитах есть свободные места. При дальнейшем сжатии (до десятков гигапаскалей) электроны в таких атомах сдвигаются на свободные места поближе к ядру. При этом изменяются химические свойства элементов.

При давлениях в сотни гигапаскалей может оказаться, что электронам выгоднее вращаться не вокруг отдельных ядер, а в виде "электронного газа" вокруг всех ядер: вещества переходят в металлическое состояние, даже если при нормальном давлении они были диэлектриками. Именно из такого вещества состоят белые карлики - звезды, внутри которых давление десятки тысяч терапаскалей (10¹⁶ Па), а плотность такова, что 1 см³ вещества обладает массой в несколько тысяч килограммов.

перейти к началу страницы