強行壓縮水會出現(xiàn)什么事？

水由氫原子和氧原子構(gòu)成，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，但是原子核的體積非常非常小。

如果一個原子有一個足球場那么大，原子核只有足球場中間趴著的螞蟻那么大。從體積上來說，原子的體積比原子核的體積要大10,000億倍。

而且，在原子核外圍運行的電子體積是無窮小。

所以，原子中間絕大部分都是空隙，當(dāng)然是可以壓縮的。通常水不能被壓縮，是因為原子核和電子都帶電，接近的時候會產(chǎn)生強大的斥力（包括簡并壓力）。

水難以壓縮，但是也不是完全不能壓縮。

大家坐好，現(xiàn)在我們就開始壓縮水的旅程，看看在高壓下水到底會發(fā)生什么變化。

在1萬個大氣壓之內(nèi)，水的體積幾乎不會變。

在15萬個大氣壓下，一個1米×1米×1米的立方體水，會變成0.99米×0.99米×0.99米，水的體積只會縮小百萬分之1。

這個時候什么也不會發(fā)生。

繼續(xù)增大壓力，加壓到45萬個大氣壓。分子之間的距離縮短，分子內(nèi)部的共價鍵斷裂。然后氫原子在液體狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，部分電子脫離原子核的束縛。這個時候水會變顏色，從透明變成了不透明和黑色。

繼續(xù)加壓到480萬個大氣壓，這個壓力已經(jīng)超過了地球最中心的壓力（380萬個大氣壓）。

這個時候水會突然從黑色變得有光澤，核外電子變成金屬中的電子，這就是所謂的金屬氫。

這樣巨大的壓力，可以用金剛石頂砧實現(xiàn)。

●2017年，美國哈佛大學(xué)西爾維拉團隊最終在465到495 GPa之間的壓力下制造出了金屬氫。

480萬個大氣壓，是地球上機械壓力能夠?qū)崿F(xiàn)的極限。

在木星的內(nèi)部也有這樣的壓力，所以木星的內(nèi)部有一大團金屬氫。

但是，即使壓縮到這個程度，氫原子離能夠產(chǎn)生核聚變的程度還差得很遠。

繼續(xù)加壓到3000億個大氣壓。這就是太陽內(nèi)部的壓力，這個時候水的體積會縮小到原來的1%。1米×1米×1米邊長的水立方體，會壓縮成0.22米×0.22米×0.22米的水立方體。

如果這個時候的水（當(dāng)然這個時候已經(jīng)不是水了，為了方便我們?nèi)匀贿@樣叫）仍然維持常溫，仍然不會發(fā)生核聚變。

因為這個時候原子核和原子核之間的距離仍然非常巨大，而且它們之間有強大的庫倫斥力。

維持3000億個大氣壓的壓力，同時把水的溫度加熱到一千五百萬度，才會產(chǎn)生極其緩慢的核聚變。

因為不可能4個原子核同時碰在一起，只有兩個原子核按照概率碰撞，每4個氫原子平均要700萬年才能變成一個氦原子。

這還要借助一種所謂的隧道效應(yīng)，來跳過電斥力形成的能量壁壘（隧道效應(yīng)的強弱和溫度有關(guān)）。

在這種情況下，0.22m×0.22m×0.22m的氫氧混合等離子漿體只能放出0.04瓦的功率。連一個LED的燈珠都點不亮。

在地球上實現(xiàn)如此高的壓力和溫度，需要借助激光的光壓。

這個裝置通常用來模擬核爆炸，中國的模擬裝置叫做神光，美國的叫做國家點火裝置。

美國國家點火裝置，位于加利福尼亞州，全稱為：勞倫斯利弗莫爾國家實驗室美國能源部國家點火設(shè)施，簡稱NIF。

這個裝置使用192個激光器，把光束投射到靶室中間的一個含有聚變材料的微型玻璃球上，產(chǎn)生極高的溫度和壓力，點燃聚變材料。

NIF中使用的激光束從主振蕩器開始，作為一個單一的低能（紅外）激光脈沖，持續(xù)時間從100萬億分之一秒到250億分之一秒。光束被分成48個新的光束，通過單獨的前置放大器，每束光的能量會提高100億倍。

然后，這48束光束中的每一束又分成4束新的光束，被送入192個主激光放大器系統(tǒng)。每束光通過特殊的玻璃放大器和可調(diào)反射鏡來回傳輸，將光束再放大約15000倍，將其波長轉(zhuǎn)換為紫外線。

最后，192束光被射入直徑10米的真空靶室，在1/10,000億秒的時間內(nèi)，在激光器的聚焦中心可以產(chǎn)生1億度的高溫和1000億個大氣壓，引發(fā)核聚變。

這是人類能夠制造的最高的壓力和溫度，只有在這種情況下，水才會爆炸。

繼續(xù)增加壓力，把一立方米的水壓縮成半徑1.68*10^-26米的小球，水會變成一個噸級別的微型黑洞，就會把地球給吞掉。

但是，這是地球上的技術(shù)無法實現(xiàn)的。

理論上歐洲強子對撞機可以制造出極其微小的黑洞，但是由于質(zhì)量太小，黑洞會很快蒸發(fā)。