水可以壓縮嗎？
我們日常生活中知道液壓系統，液壓系統說白了就是利用液體的壓力來傳輸動力。給人的一種感覺是液體，或者說水是不能被壓縮的。
但事實真的是如此嗎？答案當然是否定的，事實上，只要足夠給力，萬物即可壓。
今天，我們就來好好聊一聊：水是不是可以被壓縮？
體積模量
要了解這個問題，我們就得先了解一下水的結構。我們都知道，萬物都是由原子構成的，水也不例外。首先，水是由水分子構成的，水分子則是由一個氧原子和兩個氫原子構成的。
衡量物質能不能被壓縮，我們常常用到的是體積模量的概念。這個體積模量也被叫做不可壓縮量。具體來說，就是當一個物質受到表面四周壓強時，形變程度的度量。
不同的物質，實際上，體積模量也不太一樣。通過下圖，我們就會發現，實際上，水的體積模量並不算大，鋼和金剛石在這方面的表面要遠比水出色得多。也就是說，從原子的層面來看這個問題，水實際上還是可以被壓縮的。只是壓縮得程度並不是肉眼可以直觀地看出來而已。而體積模量相對較小的空氣，壓縮的效果就非常明顯。
但你可能要說了，這些都是理論，有沒有相關的實踐呢？
事實上，這個還真的有，有人真的有做過相關的實驗，它們選用的就是體積模量非常大的金剛石來做。
具體來說，科學家是用金剛石對頂砧來壓縮水，這種設備儀器的強度常常可以高達幾十個GPa。我們根據下圖，可以知道，想要壓縮水，這個壓強大概要給到1GPa到10GPa左右。因此，利用金剛石對頂砧來操作這個實驗是綽綽有餘的。
科學家在操作這個實驗的過程當中，就在顯微鏡線觀察到了水被壓縮的過程，液態水逐漸在超強的壓力逐漸變成固態，而後使得水分子之間的氫鍵斷裂，從低密度狀態壓縮成了高密度的狀態。也就是說，持續地壓縮，實際上水會被壓成“固體”，但是這個“固體”不同於我們常見的冰，而是密度要遠高於冰的固體。
因此，水其實是可以被壓縮的，而且在壓縮過程當中，會發生化學鍵的斷裂。
原子層面
其實水能被壓縮還可以從原子層面來看，我們都知道，萬物都是由粒子構成，水也是如此，一般來說，粒子並不是整整齊齊排列的，而是比較散漫的。
這就意味著，粒子之間是有空間的，而不是緊挨在一起的。所以，在保留原子結構的基礎上，壓縮的本質實際上是壓縮粒子之間的空間，而在壓縮的狀態過程中，物質就會呈現出不同的狀態來。上文用金剛石對頂砧來壓縮水，其實就是停留在這個層面的實驗操作，如果還要壓縮水，以人類目前的科技水平可能未必可以實現。假設我們擁有那樣的技術，此時會發生什麼呢？
實際上，這個時候，有一個種叫做電子簡併壓的量子效應。具體來說是這樣的，原子實際上是電子和原子核構成的。
當我們開始壓縮原子結構時，外層的電子就會受到壓力，此時由於有泡利不相容原理的存在，電子就會產生抵抗外界壓力的力，這就是電子簡併壓。
如果外界壓力小於這個電子簡併壓，那原子的結構還會得以保留。如果外界壓力要大於電子簡併壓，那麼電子就會被壓入到原子核當時。實際上，這個物質就會變成中子星物質。意思是說，這個物質幾乎就是一坨中子。這是因為電子壓入到原子核當中，電子和質子會發生反應，生成中子和中微子，中微子由於穿透力很強，產生後就跑掉，所以，只剩下中子。
這個在宇宙中也時有發生，恆星演化到晚期時，核心部位在引力作用下就有可能產生中子星。中子星屬於高密度的天體，一勺中子星就上億噸重。
宇宙中，除了中子星，還有許多緻密的天體，比如，白矮星也是緻密的天體，只不過它是處於電子簡併壓抵抗住引力的狀態。而黑洞則是比中子星還要殘暴的存在，它的引力十分巨大，以至於中子的簡併壓都沒抵抗住，光到黑洞附近都會被吸進去，因此，黑洞也是十分緻密的天體。
所以，從原子層面來看，水也是可以被壓縮的，只不過會需要十分巨大的外力，只是我們目前還不具備這樣的技術條件。
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