Вырожденное вещество как состояние материи

Считается три классических состояния вещества твердое, жидкое и газообразное.

Но если что-либо сильно сжать, то оно перейдет в еще одно агрегатное состояние в вырожденное вещество.

Агрегатное состояние материи

Если плотность вещества увеличивается, то в определенном объеме повышается количество частиц, постоянно приближающихся друг к другу. В этом объеме электроны не знали бы, к какому атому они принадлежат, и беспорядочно перелетали бы между атомами в воде, например, между атомами кислорода и водорода. Вода превратилась бы в так называемое вырожденное вещество.

В условиях  большой плотности насчитывается во много тысяч раз больше электронов, протонов и нейтронов, чем в обычной воде. вырожденное вещество В этой «толкучке» атомы не могут позволить себе иметь «накрахмаленную и разутюженную» электронную оболочку. Поэтому электроны освобождаются из нее, как и в условиях высоких температур. Разумеется, это освобождение электронов или ионизация, является результатом большой плотности, но никак не температуры.  В такое же агрегатное состояние материя может переходить и при очень низких температурах.

Свободные отрицательно заряженные элементарные частицы

Свободные электроны при большом давлении уже не относятся к определенным ядрам, так как являются общей собственностью всех ядер материи. Такая материя выделяет ионизирующее излучение и похожа на плазму, в которой находятся лишь ядра атомов и свободные электроны. Именно свободные электроны изменяют агрегатное состояние.

Электроны – это фермионы, а «в купе поезда» их может быть только два. Это теория квантовой механики и называется принципом Паули.

В малом пространстве могут находиться лишь две отрицательно заряженных элементарных частиц с одинаковой скоростью, которые, однако, должны вращаться в противоположных направлениях (то есть иметь взаимопротивоположный спин). Каждый следующая частица, втиснутая в это пространство, должна отличаться от двух находящихся там  большей скоростью и большей энергией. С возрастанием плотности увеличивается и скорость электронов.

Даже при довольно низкой температуре сверхплотного вещества свободные электроны должны двигаться весьма быстро. Такие быстро летящие электроны вызывают давление. Давление в сверхплотном веществе зависит от его плотности. Подобная сверхплотная материя и называется   вырожденное вещество. И наоборот, давление в плазме, например, на Солнце, зависит не только от ее плотности, но и от ее температуры.
Когда жизнь нашего Солнца подойдет к концу, оно превратится в маленький белый карлик, величина которого будет равна Земле, а плотность – около миллиона граммов в 1 см3. Солнечная плазма при этом превратится в вырожденное вещество.

Белые карлики – это «звездные пенсионеры», которые живут за счет тепла, накопленного в предыдущей жизни в результате термоядерных реакций.
Чем больше плотность материи или выше ее температура, тем проще в плане структуры материя.

При большой плотности или температуре она может существовать лишь в виде свободных элементарных частиц. На Земле температура и плотность низкие, поэтому элементарные частицы здесь могут существовать в упорядоченных системах и вырожденного вещества нет. Поэтому лишь при низкой температуре и плотности, такой как на Земле, может существовать жизнь которую мы знаем. Но может быть существуют и другие формы жизни.