太陽(yáng)表面5500℃,如果建造飛船,什么材料才能不被融化,科學(xué)家找到了嗎?
太陽(yáng)的意義是無(wú)需贅言的,它不僅為我們帶來(lái)了光照,還提供了生存必須的熱量,從物質(zhì)循環(huán)的角度來(lái)看,它甚至可以說(shuō)是一切的源頭,因?yàn)橹参镎强恐?yáng)光才能完成光合作用,讓物質(zhì)和能量可以在生物圈中完成流動(dòng)和循環(huán)。
當(dāng)然,這些都要建立在地球有大氣層保護(hù)的前提下,否則直接暴露在高強(qiáng)度的輻射下,生命是無(wú)處可逃的,那么有人就會(huì)問(wèn)了,地球上有沒(méi)有什么物質(zhì),即便真的靠近太陽(yáng),也不會(huì)被融化呢?我們今天就帶大家一起來(lái)看看。
太陽(yáng)的溫度
首先關(guān)于太陽(yáng)的溫度,我們應(yīng)該經(jīng)常都能聽(tīng)到6000攝氏度這個(gè)描述,但它其實(shí)只是太陽(yáng)表面的溫度值,如果真的深入到最中心的內(nèi)內(nèi)核部分,其實(shí)應(yīng)該是在1500萬(wàn)度左右。
那么這么高的溫度是怎么產(chǎn)生的呢?許多人會(huì)誤認(rèn)為太陽(yáng)之所以看起來(lái)又紅又熱,是因?yàn)樗谋砻嬖谶M(jìn)行著高強(qiáng)度的燃燒,但其實(shí)這跟我們平時(shí)看到的燃燒不是一回事,嚴(yán)格來(lái)講,太陽(yáng)上所發(fā)生的其實(shí)是聚變反應(yīng),是氫元素和氦元素在高溫高壓的環(huán)境下發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),然后爆發(fā)出強(qiáng)大的能量,才出現(xiàn)了高溫。
太陽(yáng)并不是唯一擁有這種反應(yīng)的天體,事實(shí)上宇宙中的恒星基本上都有著相同的特征,這也是這一類(lèi)天體和其它天體之間最顯著的區(qū)別。
一般來(lái)說(shuō),聚變反應(yīng)主要發(fā)生在太陽(yáng)的核心區(qū)域,其所產(chǎn)生的熱量會(huì)傳遞到核心區(qū)以外的地方,但是當(dāng)中的99%以上都留在了半徑五分之一的范圍中,在大概半徑三分之一的位置上,幾乎就沒(méi)有聚變反應(yīng)了。按照溫度的高低,一般把太陽(yáng)的外圍又分成幾個(gè)部分,內(nèi)核之外首先就是光球?qū)樱@里也就是我們常常描述的5000到6000攝氏度的區(qū)域。
在這里還有一種特殊的現(xiàn)象叫作太陽(yáng)黑子,其實(shí)也就是光球?qū)由蠝囟认鄬?duì)比較低的地方,溫度值一般就在4500攝氏度上下,它的活動(dòng)被認(rèn)為跟地球上發(fā)生的一些氣候變化有特定的聯(lián)系。
光球?qū)又饩褪巧驅(qū)?,這一層的厚度比較大,達(dá)到了2000千米,雖然它比光球?qū)舆€要靠外,還是溫度卻出現(xiàn)了上升趨勢(shì),最高的地方可以達(dá)到20000攝氏度。當(dāng)然,跟最外面的日冕層相比,這個(gè)數(shù)字又相形見(jiàn)絀了。
所謂日冕其實(shí)就是由等離子組成的太陽(yáng)大氣層,它的溫度是相當(dāng)恐怖的,比色球?qū)釉黾恿藥资渡踔涟俦恫恢梗话愣际巧习偃f(wàn)攝氏度的級(jí)別,所以不管是什么物質(zhì),只要靠近太陽(yáng)外圍,幾乎都只有一個(gè)結(jié)局,那就是灰飛煙滅,一點(diǎn)痕跡也不會(huì)留下。
高熔點(diǎn)物質(zhì)
當(dāng)然,宇宙之大,無(wú)奇不有,有很多物質(zhì)的熔點(diǎn)還是有大幾千度的,雖然挑戰(zhàn)不了日冕層的百萬(wàn)級(jí)別,但說(shuō)不定還是能夠挑戰(zhàn)一下五六千的光球?qū)拥模敲吹厍蛏嫌袥](méi)有這樣的物質(zhì)存在呢?
如果有的話(huà),也許不久之后人類(lèi)可以通過(guò)技術(shù)手段設(shè)計(jì)出探測(cè)器,到時(shí)候就真的能夠近距離觀察太陽(yáng)了。
那么我們先來(lái)看看地球上已知的熔點(diǎn)最高的金屬,也就是鎢,這里必須強(qiáng)調(diào)是單質(zhì)金屬,也就是不混雜其它的物質(zhì),否則最后的熔點(diǎn)還是會(huì)受到影響的,但是即便是最純凈的金屬鎢,其熔點(diǎn)也只有三千多攝氏度,跟光球?qū)拥奈辶П绕饋?lái),完全沒(méi)有勝出的可能性。
既然金屬不行,那我們?cè)賮?lái)看看非金屬,已知的熔點(diǎn)最高的非金屬是石墨,也就是我們鉛筆里面含有的成分之一,它的具體數(shù)值是多少呢?
很可惜,它也只是比金屬鎢絲高了幾百度而已,連四千度的大關(guān)都沒(méi)有闖過(guò),所以石墨也做不到接近太陽(yáng)不被融化。
純純的金屬和非金屬都不行,這個(gè)時(shí)候有人就會(huì)考慮化合物了,也就是兩種或者兩種以上的物質(zhì)結(jié)合的產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)科學(xué)家的反復(fù)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè),最后確定的熔點(diǎn)最高的化合物就是鉿合金,其熔點(diǎn)溫度這回倒是成功突破了四千度這個(gè)關(guān)卡,但是依然沒(méi)有達(dá)到太陽(yáng)的最低門(mén)檻。
看起來(lái),人類(lèi)想要親自靠近太陽(yáng)的目標(biāo)想要實(shí)現(xiàn)目前還是沒(méi)有什么可能。
不過(guò)如果對(duì)天文領(lǐng)域關(guān)注比較多的朋友應(yīng)該都知道有一個(gè)所謂的人造小太陽(yáng),它的工作原理就是通過(guò)模仿太陽(yáng)的聚變反應(yīng)來(lái)釋放高等級(jí)的熱量,在原理上可以說(shuō),如果太陽(yáng)明天突然消失或者熄滅了,人造小太陽(yáng)是可以代替它來(lái)為地球提供光和熱的,它的最高溫度上限甚至要比真的太陽(yáng)還要高,達(dá)到了1億攝氏度。
但是你肯定也會(huì)疑惑了,為什么人造小太陽(yáng)不會(huì)把自己熔化掉呢?
原因很簡(jiǎn)單,雖然我們也需要利用物質(zhì)的聚變反應(yīng),但是對(duì)于這種反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生的帶電粒子,必須要進(jìn)行特殊的控制,以保證它不會(huì)接觸我們的裝置本身。
這個(gè)技術(shù)名叫托卡馬克,是通過(guò)環(huán)形軌道加上磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子的束縛,以達(dá)到保護(hù)自身同時(shí)釋放超強(qiáng)熱能的目的。
結(jié)語(yǔ)
所以說(shuō),客觀上講地球上并不存在可以抵抗太陽(yáng)熱量的物質(zhì),從金屬到非金屬,從單質(zhì)到化合物,都沒(méi)有達(dá)到太陽(yáng)最低的溫度值,當(dāng)然,地球沒(méi)有并不等于宇宙沒(méi)有,也許未來(lái)我們可以在地球之外發(fā)現(xiàn)這樣的物質(zhì),實(shí)現(xiàn)靠近太陽(yáng)的理想。
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