7522

先說結論，密度有極限，但極限是多少目前還不能確定。

密度是衡量物體單位體積的質量一種度量，其定義是用物體的質量除以體積。不同物質的密度是不一樣的，並且，對金屬來說，一般密度越大的價格就越高（不絕對啊）。我們常見的黃金的密度是19.32克/立方厘米，而金屬鋨，密度約為22.6克/立方厘米，是密度最大的金屬。但不管這些元素的密度有多大，組成這些元素的基本單位還是原子，所以，關於密度的極限還是要從這些微觀粒子入手。

我們知道，原子是由原子核與電子組成，而那些組織物質的各種元素就是原子不同的排列組合，而這些原子又是通過各種化學鍵，如離子鍵、共價鍵、金屬鍵等組成了我們能感受到的這個世界。原子間的這些化學鍵是由核外電子通過某些作用機理形成的，並且是有長短的，就是說，組成物質的這些原子之間是有距離的。

如果把原子擠壓，讓原子一個挨著一個，密度不就會變大嗎？確實是的，這個模型接近白矮星的結構了，不過也不是這麼簡單排列的。白矮星是一種密度非常大的天體，組成白矮星的物質在其表面巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成為自由電子，而這些自由電子會盡可能的佔據原子核之間的空隙，這樣的話就使得單位空間內能夠包含更多的物質，可以說，這時的原子核是“沉浸”在電子海洋中，密度大大增加，這種物質狀態被稱為電子簡併態。這種電子簡併壓力可以與白矮星強大的引力相抗衡，支撐白矮星的穩定結構。白矮星的密度可以達到1000萬噸/立方米，一顆太陽質量那麼大的白矮星其體積差不多和地球那麼大。

比白矮星密度還大的天體大家也不陌生，就是是中子星，如果說白矮星相當於一個大原子的話，中子星就是一個巨大的原子核。白矮星的密度雖然大，但還在正常物質結構能達到的最大密度範圍之內，在白矮星上，電子還是電子，原子核也還是原子核，原子結構還算完整。而在中子星上，壓力是如此之大，白矮星中的電子簡併壓也無法承受這巨大的壓力，電子被直接壓縮到原子核中，同質子中和成為中子，使得整個原子變成僅由中子組成，這時支撐中子星穩定的力就換為中子簡併壓，使得中子星不至於被進一步壓縮。所以中子星可以看做是一個巨大的原子核，而中子星的密度就是相當於原子核的密度，密度約為10^14～10^15克/立方厘米（一立方厘米幾億噸），比起白矮星的幾十噸/立方厘米的密度可以說是有了質的飛躍。太陽質量的中子星其體積半徑只有十幾公里。

其實這也是由於原子與原子核大小相差很大造成的，原子半徑一般在10^-10米這各量級，而原子核的半徑一般在10^-15米這個量級，原子核體積只佔原子體積的幾千億分之一，所以才造成白矮星與中子星的密度相差非常大。

最後，說說黑洞，黑洞的密度問題得看你認為黑洞的大小是從哪裡算起，如果以史瓦西半徑來計算的話，質量越大的黑洞密度反而越小，比如，仙女座星系中心的黑洞為上億倍太陽質量，但它的密度和水是差不多的。如果單指黑洞中心那個“奇點”，理論上是密度無限大，但那也是個體積無限小的點，無法用密度的定義去衡量，就像數學中分母為零的情況下一般認為是沒有意義的。不過，在大質量恆星形成黑洞的時候是有一定的初始質量與體積的，奧本海默極限，根據這個極限計算出黑洞的密度極限約為每立方米上億億噸，是即地球密度的幾千萬億倍。

清明的星空

密度有極限嗎？

自然界密度最低的元素是氫，一個大氣壓下密度約為0.08342千克/立方米，密度最大的是鋨，密度達到22.59噸/立方米，比任何一種元素都高！而最容易記得的是水，一立方米水就是一噸！

上圖三種密度都是比較大的元素，那麼自然界中還有比鋨密度更高元素嗎？很抱歉沒有了，即使地核物質也僅僅是達到了10.7噸/立方米而已，比起金屬鋨來也就一半左右而已！儘管在地球上已經鋨的密度已經達到了極限，但在宇宙中這幾乎連門檻都還算不上，因為太陽中心物質即達到了150噸/立方米，大約是鋨的7倍，水的150倍！

而太陽未來的白矮星密度將能達到更大，因為現在的太陽有輻射壓的支撐，內核並沒有受到超大質量外殼的擠壓，在未來氫元素耗盡後將失去輻射壓的支撐，在巨大的壓力下，將電子壓到了原子核周圍，最終聚集在極小的空間內形成電子簡併態物質，其密度達到了1000萬噸/立方米左右！

但比太陽更大質量的恆星未來的最終結局並非是白矮星，而是在超新星爆發拋棄外殼後內核在自身巨大質量的作用下將坍縮成中子星，高壓將核外電子壓入了原子核，與中子中和成了中子，因此理論上的中子星將不再具有質子，但事實上中子星並非從外道內都是中子，而是具有上圖的結構！而其密度則達到了8^11~10^12噸/立方米，大約是水密度的一百萬億倍以上！

比形成中子星質量更大的恆星在未來結局中內核將坍縮成黑洞（內核大於3.2倍太陽質量），儘管有一種理論認為在黑洞和中子星之間可能還存在一種夸克星，但從未被證實過！因此在宇宙中密度最大的物質應該要數黑洞物質了！因為它是一個無法測量尺寸的點，而且其無論吞噬多少物質，它依然是一個點，只有不斷過大的視界表明它的質量已經膨脹到了難以想象的程度！

但還有一個傳輸中的宇宙大爆炸奇點必須提一下，因為根據描述，它是一個高溫緻密的奇點，不過卻有一個非常有趣的現象是宇宙大爆炸尚未發生時，根本就無法用空間的尺寸來衡量這個奇點，因為時間和空間以及所有物質都在這個奇點內，似乎從這一點上看，這個奇點儘管看起來比所有物質的密度都要大，但卻無法來形容！各位認為呢？

星辰大海路上的種花家

我看其他答主大概列了一些高密度的東西，比如：黑洞確實應該是一個密度大到令人髮指的天體。

只可惜，黑洞其實很難說是密度最大的，我認為密度最大的是宇宙大爆炸發生之前的“奇點”，我們對於宇宙大爆炸的“奇點”的描述是這樣的：密度無限大，溫度無限高，體積無限小，時空曲率無限大的點。

要知道，目前整個宇宙內的能量，信息，物質都來源於這個點，所以我覺得任何黑洞都和它不能比。

而對於它，我們的描述都是密度無限大了，所以我覺得密度沒有上限。或者說上限就是無限大。

鍾銘聊科學

密度應該是沒有極限的。典型的例子就是黑洞，此外還有就是宇宙大爆炸前的奇點。

密度是否有極限這聯繫到物質的本質。如果物質並不是不可疊加的，那麼密度就應該沒有極限。我們做這個判斷，是建立在相對論質能本質一體性的基礎上，也就是愛因斯坦質能方程所指出的，質量與能量的統一性。

雖然宇宙大爆炸的奇點和黑洞的奇點都只是一個理論的模型，但它至少為我們解釋了密度的理論值可能是無限的——物質可以無限地稀鬆，稀鬆到沒有能量的的純空間；而物質可以無限地緻密，緻密到一個沒有體積的點。

上圖：黑洞奇點就是一個理論上的密度極限

密度的定義是質量與體積的比值：

如果用愛因斯坦的相對論的定義方式，那麼質量就是能量與體積的比值，公式把上面的公式中的m改為E（系統總能量）即可。

即ρ=E/V

上圖：密度定義的三角形（Density 密度，Mass 質量，Volume 體積）

因此如果密度達到上限，則可能是：

• 系統總能量趨近無窮大——例如有質量的物體趨近光速
  

• 系統體積趨近無窮小——例如奇點

如果密度達到下限，則可能是：

• 系統總能量為0——例如真空；
  

• 系統體積趨近於無窮大——例如宇宙在未來加速無限膨脹形成的“熱寂”。

從理論上，上面的各種極限可能都是可以無窮趨近的。雖說無法最終達到。

上圖：宇宙大爆炸的奇點也是一個密度極限的理論假設

密度的本質最終被等同於能量的密度，相對論質能方程對於質能本質的解釋充分說明了這一點。因為承載能量的物質形式不再存在著泡利不相容的問題，所以能量可以在同一位置無限疊加，雖然這中間存在著能量之間的交互和對時空度規的壓力，而且更受到熱力學第二定律的時間箭頭的強制（熵增定律是一個經驗性定律，是觀察所得，這可能與我們宇宙的特性有關，這裡無法進一步探討），但密度趨近無限的理論可行性是存在的。

小宇堂

我沒有水平從事實出發去討論這個問題，但我堅信一個觀點：人的科技水平的提高是不可能有盡頭的，宇宙的奧秘也是沒有盡頭的，如果有一天我們覺得前面沒有路了，那麼只會是我們的眼光太短淺了，看不到路。所以我認為密度沒有極限，如果我們認為找到了，那麼只是我們沒有能力看得更深入一些。

海石花1819

密度是有極限的，超過了它就會發生質變，產生飛躍。

平常人246089341

太極就是就好的解釋。

縹緲海Y

密度沒有極限。

關鍵字: 科學 極限 密度