地球上有什麼物質能靠近太陽而不融化,甚至隔離太陽的熱量?

在路上160363179


實際上,NASA在今年八月份就要發射一艘人類有史以來最靠近太陽的探測器,它的名字叫做帕克(Parker Solar Probe)。它將飛到距離太陽僅有600萬公里的地方去觀測太陽風,這已經比水星軌道還要近上10倍。

注意,太陽的直徑是130萬公里,所以你可以想象這是會有多近。帕克將遇到的主要技術壁壘,除了需要頻繁變軌,借用複雜的行星引力彈弓效應,將自己送到距離太陽這麼近的地方之外,最大的挑戰,就是怎樣抵禦那個地方如地獄般的溫度。

帕克所到的位置,溫度會接近1500度,所以NASA的工程師使用了碳複合材料的防護罩保護它所攜帶的儀器。看到下圖這個大厚板了嗎,帕克就全靠它了。

我們知道太陽僅僅表面溫度就大概6000度,這已經超過任何地球上已知元素或複合材料的熔點。不過這並不代表人類今後就不能發射飛行器更加靠近太陽,因為隨著科技的發展,我們不會傻到只靠材料的天然熔點去對抗太陽的熱量。

比如目前的可控核聚變技術,就是使用磁場去控制高達幾千萬度的等離子體物質流,這已經和太陽核心的溫度是一個級別了。今後的太陽探測飛船,將可能使用類似技術,在飛船周圍製造磁場,隔絕來自太陽的高溫物質流,製造低溫小環境。


羅生物語


1 : 好吧,糾正一下1樓,鎢的熔點的確是3410℃,但是它並不是熔點最高的物質,人類目前已知熔點最高的物質確是

鉿合金,鉿合金的熔點達到了4215℃,這個溫度和太陽表面的5500℃還有一段距離,所以即使是鉿合金,也無法接近太陽。

2 : 那麼至於地球上有沒有什麼物質可以接近太陽,並且不被融化呢,從物質的角度上來看,應該是沒有的,因為即使是地球,也會被太陽融化掉,所以如果連地球都沒辦法抵抗太陽的溫度,那麼答案已經很明顯了,地球上沒有任何的物質抗衡太陽的威力。


3 : 那麼宇宙中有沒有什麼物質可以接近太陽,並且不會被影響呢,答案是有,第一種是暗物質,但是暗物質不一定是一種物質,它可能是一種粒子或者其他人類未知的東西,科學家認為太陽的附近分佈著大量的暗物質,這些暗物質不僅不會受到太陽的影響,並且分佈在整個銀河系當中。


4 : 那麼第二種就是等級更高的天體,例如中子星或者黑洞,它們在接近恆星的時候會直接撕碎整個恆星系,那麼當太陽附近出現黑洞的時候,整個太陽系都會被黑洞吞噬掉,所以太陽的溫度對於黑洞或者中子星無效,因為對方的等級比你更高,沒辦法,官大一級壓死人,對於太陽來說,也是如此。


種植恆星


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷

太陽的表面溫度高達6000度,核心溫度高達1500萬度,核聚變的威力是超級強大的。但是很遺憾,能夠承受6000度高溫的物質在地球上目前還不存在。在我們的金屬中,熔點最高的是鎢,它的熔點高達3380度,沸點在5927度。熔點最高的合金是鉿合金(Ta4HfC5),熔點在4215度。這種合金在軍事和宇宙探索中有很大的利用價值。但是無論是鎢金屬,還是鉿合金,它們的熔點都離6000度高溫有很大差距。當然也有可能未來科學家還會研發出更高熔點的合金物質,不斷接近太陽表面溫度,但是這並不是一件容易事情。



所以在恆星的世界中,行星上的一切都是虛幻的,一旦恆星吞噬,一切都是會化為氣體。


今天,我們震撼於太陽核聚變釋放的能量,也希望利用這種能源為地球人使用,所以很多國家在進行核聚變“人造太陽”的研究項目,中國在這方面處於世界領先水平,我們建設了世界上首個全超導託卡馬克裝置 EAST,可以利用磁場,將氘、氚的等離子體在100秒內加熱到5000萬度,因為利用磁場效應,這些等離子體是懸浮狀態,不和材料接觸,所以可以保持一段時間。


科壇春秋精選


很遺憾,沒有。不過要製造一個“裝太陽的容器”未必需要耐熱的材料,隔絕太陽的熱量也未必需要用絕熱材料,咱們慢慢看。

太陽表明的溫度在5500℃左右,太陽核心則能達到1500萬℃。而地球上天然存在的熔點最高的物質是鎢,熔點是3410℃,人工合成的最耐高溫材料的熔點也不超過4200℃。目前我們沒有任何材料可以承受太陽的高熱。既然有形之物做不到,我們可以考慮一些“

無形之物”。

先問一個問題,為什麼太陽是球形的?太陽中心在發生氫聚變,相當於持續不斷的大量氫彈爆炸,強大的輻射壓把物質不斷噴射出去,那麼是什麼力量約束太陽保持球形不炸開呢?是引力,太陽自身巨大的質量形成引力場,把表面的物質拽向核心,同時輻射壓把核心物質向外噴發,形成平衡,保持了球形。換句話說,引力場就是裝太陽的“容器”

科學家想在地球上造一個人工太陽“可控核聚變”來解決能源問題,既然目前沒有一種物質能夠裝太陽,所以科學家也是希望利用場來約束太陽。不過人造小太陽質量很小,不足以形成足夠大的引力場,科學家用的是磁場。高中物理知識,帶電粒子在磁場中會發生偏轉。聚變的原材料氫核和產物氦核都是帶正電的,如果我們有一個精心設計的強磁場,讓核反應只在能在場內進行,帶電粒子都飛不出了,我們就有了一個裝“小太陽”的“容器”了。

再來說隔熱的事,大家聽過“紙鍋燒水”吧?沸騰的水帶走多餘的熱量使得紙鍋溫度達不到著火點。目前的核電站也是類似原理,用大量水來冷卻反應堆,裡面在核裂變,外面卻感受不到澎湃的熱量。未來的人工太陽核聚變發電站也是利用同樣原理。用冷卻液帶走熱量對設施外隔熱,同時用冷卻劑吸收的熱量來發電。

可控核聚變的原理我說的比較通俗,實際上還有很多複雜的細節。不過近年發展很快,不久的未來我們將會在地球表面製造我們自己的太陽。


王企鵝


沒有!要知道就是地球靠近太陽都會被融化掉!隔離太陽的熱量更不可能了!

我們要知道,太陽是一顆恆星,其表面的反應熱量和能量就能夠達到5500攝氏度,其核心的溫度能夠達到1500萬攝氏度,這樣的熱量是任何物質都無法隔絕的,而且,太陽本身的輻射能量也極高,一般來說,沒有地球大氣層的保護,太陽輻射能夠殺死地球生所有的生命。

但說到隔絕太陽的熱量還是有可能實現的,根據網上的其他說法來看,似乎利用磁場能夠實現困住“太陽”。即用一種強大的電磁場來實現將核聚變反應產生的能量利用磁場的引力和磁力作用將能量粒子包圍起來,讓大部分的粒子不跑出去,當然,人類目前製造不出能夠包圍太陽的強大磁場,只能製造一點的小磁場包裹住假想的迷你再迷你型的太陽。

說起來,一般企圖控制太陽,都是為了控制核聚變,但是,核聚變需要兩億攝氏度的高溫,這樣的巨大壓力一般來說很難控制,雖然相比目前的核武器的核裂變方式來說,核聚變更安全,輻射更小。目

前物理學界研究的依舊是如何利用強磁場來控制核聚變。再回到核聚變的條件來看,兩億攝氏度的溫度,目前人為實現不了,目前人類製造最高溫度是5500萬攝氏度,距離兩億攝氏度還有相當大的距離,不過值得一提的是,這個溫度的獲得方式依舊是核聚變。


鎂客網


如果離太陽八個半多太陽半徑可以算“靠近”的話,那麼現在的碳複合材料可以做到靠近太陽。

美國宇航局將在今年發射帕克太陽探測器,這個探測器將來會飛過離太陽近九個太陽半徑的地方(有可能還會更近),成為人類歷史上最靠近太陽的人造物體,這是個什麼概念呢?

假如太陽是一個直徑1米的“大火球”,那麼帕克探測器最近可以飛到離“大火球”4米半的地方,想想跟一個大火球待在同一間屋子裡是個什麼感覺?

↓帕克太陽探測器靠近太陽的想象圖,圖自jhuapl↓


“隔離熱量“這件事需要特殊的技術和方法,而不是單純尋找一種神奇的物質就能搞定的。

舉個例子,紙看起來很容易燃燒,基本一點就著,但是如果用紙做成鍋,在裡面盛滿水,再放到火上加熱,甚至可以把水燒開!搜一下紙鍋燒水會有很多圖和視頻。

在地球上,要想“隔離熱量“,至少需要兩點,一個是通過遮擋陽光來防曬,一個是通過冷卻空氣來降溫。

太陽附近並沒有空氣,所以主要做好防曬就可以了。

帕克探測器有一套熱保護系統,有點像碳複合材料做的“遮陽傘”,這把“遮陽傘”有11.43釐米厚。

雖然到時候“遮陽傘”表面溫度可以達到1377度,但是碳複合材料可以耐受2000度的高溫,所以可以擋住太陽強烈的輻射,有效的保護後面的探測儀器。

此外帕克探測器還有一套冷卻系統,可以給太陽能板降溫。

↓帕克太陽探測器,圖自jhuapl↓

如果您有感想,請留言多指教。

感謝@路飛5191和@行者大道無疆的意見和反饋。


喬小海


答:一般意義的物質,沒有!但是從物質的本質看,磁場或許可以隔離部分太陽熱量,磁場也是物質的一種。


地球上,目前發現的最高熔點的固態物質,是鈦合金:熔點超過4200℃。

太陽表面溫度6000K,掀起的日冕溫度高達百萬度。所以一般的物質,是不可能靠近太陽而不熔化的。



但是物質有三種形式:粒子、場、波。

其中磁場屬於“場”,算是物質的一種,而且我們利用強磁場,來束縛高溫物質,比如超導託卡馬克裝置(EAST)的磁約束,理論上約束粒子的溫度是無限的。



EASA是把數億度的高溫粒子(帶電荷),約束在內部,使得高溫粒子不與普通的內壁接觸,同樣的原理,我們也可以製造一個向外的超強磁場,來約束外部高速粒子不接觸製造磁場的普通物質。


這樣的技術,理論完全可行,在一些影視作品中就有應用,本質上是利用力場來操控粒子。

宏觀的溫度,是一個統計力學上的概念,在這裡,我們不再把溫度看成熱力學上的“溫度”,而是看成溫度是無規則的微觀粒子運動。



因為太陽表面的物質處於等離子態,所以可以利用磁場來進行約束絕大部分高速粒子,和EAST有區別的是,太陽表面的等離子有帶正電荷,也有帶負電荷的。

而且還存在不帶電荷的高速粒子,就需要我們利用其他方式來進行約束,或者減速中性粒子,也就是進行降溫,其裝置的複雜程度遠遠高於EAST,不過理論上這樣的裝置是可以存在的。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


NASA計劃於2018年下半年發射帕克探測器,外表覆蓋著耐1400℃高溫的材料,經過幾次變軌後,帕克探測器距離太陽的距離將達到史無前例的590萬公里,飛行速度達到200公里每秒,也將是飛行最快的探測器。


帕克探測器外部覆蓋碳複合材料,能夠承受太陽表面(距離三個太陽半徑)處的高溫,但卻無法再接近了。太陽表面溫度據推測能達到5500℃,目前人類所能製造的最耐高溫的材料也只能承受4200多度的高溫。並且距離太陽過近的話,高能粒子流、高溫等會嚴重干擾探測器的正常工作。

太陽釋放的巨大能量生成的高溫,使太陽表面的氣體成為等離子體,原子團被電力或者電子被剝奪,已經不是完整的原子了。簡單的材料或許都無法承受那樣的環境。曾經在一部科幻作品中提到用中子做成的航天器,按照太陽的質量,如果真的能夠實現,人類或許真的能夠進入太陽內部進行一些觀測,但那種已經不能叫材料了,況且以人類目前的科技是無法做到的。
或者能夠利用磁場等,能夠排開帶電粒子,但耗費的能源也將是巨量的。

能夠在靠近太陽時隔絕太陽熱量的材料也許壓根就不存在,到頭來只能應用磁場等,核聚變、反物質或許能夠提供所需的能源,然而目前核聚變只能穩定100來秒,製造1克反物質耗費能達到萬萬億級別,難以想象。


來看世界呀


地球上有什麼物質能靠近太陽而不融化,甚至隔離太陽的熱量?

想必各位都知道太陽表面的溫度約為6000度,但卻並非是太陽的最高溫度,當然我們說的不是核心,而是在表面之外上百萬公里區域內的日冕層,溫度高達100-200萬度,不用找了,我們地球上沒有任何一種材料能扛得住如此高溫!

當然我們也不妨來羅列下地球上極耐高溫的材料,看看6000度能頂住不?

1.碳化硅 SiC(2820℃)

2.鋨 Osmium(3045℃)

3.碳化鈦TiC(3100℃)

4.錸 Rhenium(3180℃)

5.二硼化鈦 TiB2(3225℃)

6.二硼化鋯 ZrB2(3245℃)

7.鎢 Tungsten(3400 oC)

8.金剛石 Diamond(3550 oC)

9.石墨 Graphite(3652 oC)

10.碳化鉭鉿合金 Ta4HfC5 (3990oC)

以上幾種為最耐高溫的材料,很不幸太陽表面的大部分區域將使其灰飛煙滅,當然也許黑子區域支撐的時間會更長一些,因為黑子的溫度一般就是4000度左右。

黑子如同地球般大小

在這種劇烈能量釋放的區域,溫度將會更高,無論是耐熱還是耐衝擊,都沒有任何一種材料可以在這種環境下長期存在!


星辰大海路上的種花家


首先請你別用地球的思維去定義太陽,在浩瀚的宇宙中任何一個星球上都有生命的存在。太陽也不例外,地球的科學家總是自以為是的用非常有侷限的思維去思考宇宙的問題。地球上許多科學家和政府對於宇宙其它的生命存在信息及科技做了刻意的隱瞞和篡改,因為宇宙其它先進文明的到來將徹底解放人類受限的意識,以及帶來星際文明的科技,人類將迎來巨大的進化,地球人類將不再被奴役,所有宗教都將消失。

太陽是進出太陽系到達銀河系中的其它星系的門戶,太陽上有許多生命的存在,那就是太陽存有,那裡的生命進化層度高,文明科技層度高,他們用光來作為保護太陽不受其它負面文明的侵害。因此,太陽光並不是地球科學家認為的高熱量的光,而是冷光。當太陽光進入地球大氣層以後,與大氣層發生化學反應後產生熱量為地球生命提供生命的能量,所以用宇宙的思維去思考,地球上任何一種物質都可以接近太陽表面。


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