03.05 宇宙中星球大小是否有极限?

弓长龙天ABC


在宇宙中,常规意义的星体的体积应该是存在极限的。不同种类的星体存在不同的极限。为什么这样说呢?因为星体种类的区分说到底就是质量的区分,质量的大小决定了星体的种类。而体积的大小决定于质量和密度以及引力的范围。从这个意义来说,如果质量存在极限,体积就会存在极限。首先咱们来说说星体的种类。



根据目前的理论和观测水平,广义上宇宙中的星体主要包括恒星、行星、卫星、慧星、流星、黑洞和类星体等。根据体积=质量/密度可知,质量越大,密度越小,体积就越大,因此我们首先找出星体质量的极限,就可以基本确定星体的体积了。行星和恒星的区别在于行星不能自行发光,其根本原因在于行星的质量较小,自身的引力不足于使内部物质紧密而使温度升高最终达到热核反应所需的1千万度,因而不能释放光和热。卫星质量更小,也不必多说。因此我们先排除掉行星、卫星等小质量天体,


先来着重研究一下恒星等天体的质量极限:根据天体平衡原理,科学家观察和计算单个天体质量的上限应为150个太阳质量,如果大于这个限度,这个天体会因自身引力过于强大,不能保持稳定,会出现膨胀――收缩的脉动,每一次脉动,都会让天体损失一部分质量,直到质量达到150倍太阳质量,这个天体才能稳定存在,目前已经发现几个180倍太阳质量的天体,但都在脉动。所以150倍太阳质量应该是天体质量的上限了。因此天体的体积的上限也就初步确定了。

当然体积还决定于天体的密度、状态和引力的特征,首先引力虽然是长程力,理论上引力能束缚住物质的范围是无限的,但实际上目前发现最大体积的天体就是大犬座的VY,它的半径相当于土星的轨道半径(14亿公里,是太阳半径的2000倍左右)。


体积再大,引力就束缚不住物质了。即引力加速度(g=GM/r,G为引力常数,M为大犬座ⅤY恒星质量,r为VY的半径即14亿公里)也有一个界限值。因此理论上虽然密度越小,体积越大,但考虑到引力大小范围的问题,实际上恒星密度对体积的影响不大。因此咱们主要考虑质量和引力。我们在满足引力加速度界限值的前提下,用最大的质量上限来求这个最大体积上限即可。

上面的这个半径14亿公里体积上限是以大犬座VY天体的密度和质量来衡量的(VY天体质量大概是17一25倍太阳质量,平均密度为5――30毫克/米³),如果把VY天体质量算作20倍太阳质量,密度算作20毫克/米³。我们假定这个最大体积恒星质量为150――180个太阳质量上限,是VY天体的9倍,密度和VY天体一样为20毫克/米³,根据g=GM/r²,天体质量变为9倍,g要想保持不变,半径必须变为3倍,天体半径变为14X3=42亿公里,直径为84亿公里。这个天体的密度20毫克/米³,比地球空气的密度1290000毫克/米³小多了,肯定已经是个气态超巨星,所以从常规意义上说,84亿公里是常规概念单个恒星最大的体积了。


宇宙中还存在两种天体和常规意义的天体不太一样,它们是黑洞和类星体,为什么把它们放在一起研究,因为它们往往相伴在一起,黑洞是一个极端天体,由中心曲率无限小的奇点和周围一定范围空无一物的天区――“视界”构成。它的质量理论上没上限,但是体积至今没明确界定,人们习惯把这个天区所包围的空间当作它的体积,它的半径就是史瓦西半径R=2GM/C²,体积就是32πG³M³/3C^6(G为引力常数,M为黑洞质量,C为光速)并不大,目前已知最大黑洞是位于北天极附近的猎犬座的Ton618,质量为660亿个太阳质量,算下来体积也不会比恒星大。这个黑洞就处于类星体的中心区域,


类星体自上世纪60年代发现以来就一直是科学家研究的对象。射电似星系又不是星系,它由星系中心的超大质量黑洞驱动。星系的直径都是几万光年,它却只有1光天,大约260亿公里。类星体类星体,实际上它不算星体,只是类似而已,它又名似星体、魁霎、类星射电源,它拥有星系的质量,但比星系明亮1000倍,是宇宙早期的星系核心,所以严格说来它不是星体。

综上,宇宙中常规意义的星体是有极限的,当然这个极限是上限。极端天体如黑洞质量没有上限,但体积都是有限的,且不会超过普通恒星的上限。至于类星体它的体积1光天左右,且严格意义上来说它不是星体。


物原爱牛毛1


宇宙中星球的大小是否有极限?除黑洞外,星球大小的极限由温度决定。理论上黑洞也是天体,不能因为看不到它而否认黑洞,黑洞的大小是没有极限的。


星球大小的极限先看温度,像地球这种不发热的行星注定长不大,增加质量后很快就坍塌成中子星,再坍塌为黑洞。

太阳这种恒星就不一样了,核聚变的高温可以增加恒星的体积。同样的质量,体积越大,星球表面的引力越小,越难坍缩为中子星或者黑洞。


温度和体积的关系就是热胀冷缩,理想气体的体积和温度成正比。高温天体都是气态(等离子)的,温度是气态体积的决定因素。当太阳燃烧氦时会变为红巨星,体积急剧膨胀到吞没地球,就是因为燃烧氦时,太阳的温度会更高。

所以理论上,恒星的质量也是没有限制的。恒星可以通过核聚变提高温度,当温度足够高时,体积会很大,密度很小。虽然此时恒星的质量很大,但是因为万有引力和距离的平方成反比,星球表面的引力达不到中子星或者黑洞的标准。



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飞鱼科普


因为,宇宙的存在空间与物质是恒定性的,组成宇宙细胞的基础单元单位是恒星系,因而,在浩瀚宇宙无尽数量的星球之中,只会有恒星天体和行星天体两种类型的存在,在每个恒星系之中其存在空间与物质都是等量的情况,不管其周期循环运动与变化过程发生多大的改变,其存在的物质总量都是恒定性的。

在每个恒星系之中,都会有一个巨大质量的恒星存在和诸多各类不同的行星存在,恒星会随着燃烧时间的不断推移,会变得越来越少,而行星体会变得越来越大,这是一种成反比的关系。

因而,取决于星球的大与小,是由恒星周期循环诞生时所拥有的物质总量决定的,这个物质总量是恒定的,是有限的情况。

由此可见,由恒星总量物质所衍生出来的各类行星体,其物质也是有限的情况。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)





地外天使


不存在极限,但却存在质态极变。星体越大内部能级,运动活性越强,量子质态特性越容易变化,这就是星系中心所体现出来的高密度,高体积,以及高能级质态的普遍性的共性宇宙标准存在状态。


Galaxy3030


宇宙中的星球大小是有极限的,太小是星际物体,太大是星系或星系团。


光量子宇宙


没有!星球也不是靠所谓的引力维持的。


先生242470081


如果我们把宇宙中凡是实有物质,无论大小都称之为星球的话,宇宙中的星球可以小到一粒沙子,甚至一颗粒子。可以是月球,可以是太阳,也可以是宇宙黑洞。

宇宙中最大的星球,是由宇宙的大小决定的。因为宇宙是无穷大的,宇宙中得物质也应是无穷多的。有些星球可以是无穷小的0,有些星球是有限大的,有些星球是无穷大的。

这里就涉及到一个数学问题:无穷大∞的计算。

∞+∞=?,∞-∞=?答案是:两个∞不相等。

我认为,这些无限小的,有限大的和这些无限大的星球,组成一个无限大的宇宙。


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宇宙中星球大小是否有极限不是人类可以说清楚的,冲其量就是猜测,既然是设计好的就会根据变化而变化,但大爆炸后形成的模式就会维持基本守恒但微调变化还是常有的,不然你就不会经常看到流星坠落地球了:太遥远坠到地球也就小得一瞬间就消失了,人类就猜测基本不变或大小有极限,却看不到局部的变化还是很大的,只是太遥远、人类太落后,靠几个破望远镜或射电,谈起宇宙或太空条条是道呵呵……


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应该有的。尽管宇宙是无限大的,但是充斥于其中的各种天体却自有各自的运行规迹。比如月球围繞地球施转,地球和太阳系的行星绕着太阳旋转;而太阳系做为银河系的一个点,又被银河系带动绕着一个巨大的天体(一说黑洞)旋转。至于银河系之外是否有更大的天体或者黑洞,应該会有的。但再大也不会是无限大,因为有的话,无限大的天体只能有一个,而不会有其它的了。


城中村2018


有的,个人认为,质量越大的星球其生命越长,因为影响时间轴,而且并不存在无限大星球,其领结点,应该是内部的能量与空间的抗衡点,超过,形成黑洞吞噬自己机器周围。


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