地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量?

在路上160363179


看了一些朋友的回答,解释的已经很到位了,在地球上比较常规的物质真的是没有能够靠近太阳的。那么人类真的没有办法对付太阳的高温了吗?时空通讯的回答是否定的。

随着人类对可控核聚变技术的成熟,人类对高温的控制将达到一个崭新的阶段。

目前人类掌握最高熔点的物质是铪合金,铪的化合物叫五碳化四钽铪(Ta4HfC5),熔点可达4215摄氏度。但这点温度对于太阳来说还是小巫见大巫,太阳表面温度约6000摄氏度,而且活动频繁,冒一个泡泡(日冕喷发)就有几百万度。太阳的中心温度为1500万摄氏度,是一个更为极端的地方。

按照这种思路,即使把地球塞到太阳里,也不如在炼钢炉中丢进一个拳头大的煤球。但人类不会这么傻到用鸡蛋去碰石头,人类之所以成为太阳系唯一智慧体,是因为有思维,有很多办法。物质也并非就是这么一种看得见摸得着的东西。

地球上目前看得见的物质,的确不能能够抵御太阳高温,但人类正在开发的可控核聚变,又叫人造太阳,需要约束的温度达到亿度以上,是太阳中心温度的若干倍。那么是用什么样的容器来盛装这么高的温度呢?目前比较有应用前景的是惯性约束、重力场约束、磁约束。


在现代物理学中,重力场、磁场都被视为是一种特殊的物质,是一种看不见摸不着的物质,它们都具有量子力学的波粒辐射特性,因此是客观存在的一种物质。

这些特殊的物质,就能够抵御太阳的高温。

以现在可控核聚变应用前景更为明朗的磁约束为例,是用特殊形态的磁场,把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的热核反应状态等离子体,约束在有限的体积内,使它能够受控的发生大量原子核聚变反应。

根据氘、氚聚变反应截面积计算,氘、氚的混合气体需要达到10千电子伏(相当于11605×10^4开以上的温度),氘氚原子核才能够得到足够高的速度来克服它们相互之间的静电排斥力,穿透势垒发生聚变,从而释放出巨大的能量。

目前中国设在合肥的EAST超托卡马克反应体在这方面的研究已经领先世界,中国参与的ITER国际热核实验反应合作项目也有了巨大进展,可控核聚变有望在20-30年内实现商业运营,从根本上改变人类能源状态,提升人类文明水平。

可控核聚变的运用,有可能将人类文明层次提升到一级行星级文明,但要升级到二级恒星级文明,需要比现在能源的使用扩大100亿倍,地球的能源是远远不够的。

因此必须最大限度利用太阳核聚变能源,只有向太阳进军,实施戴森球工程。

人类要靠近太阳,甚至进入太阳攫取能量,将很可能会利用这种特殊的物质-磁力场或重力场。人类能够通过磁约束将亿万度高温约束在装置内,就有可能在飞船外面形成磁力场防护罩,这种磁场防护罩能够有效的隔离太阳高温,还有可能实现重力场的隔离也不是不可能。

尽管人类目前采用磁约束进行的可控核聚变实验,以及今后实现了规模化的可控核聚变,这种能量的约束相比隔离太阳热度来说还是微乎其微的,但人类的潜力是无止境的。相信随着文明程度的提升,科学技术将以几何数级发展,人类利用磁力约束的能力会有质变的提升,到那时,人类接近太阳甚至进入太阳都完全有可能。

这应该是达到二级恒星级文明的基本度标之一吧。

人类目前对宇宙的认知还处于很低层次

,随着文明水平的提升,可能还会有许多办法来隔离太阳高温,以达到进入太阳、改造和利用太阳的目的。

这就是时空通讯的观点,欢迎点评。


时空通讯


NASA计划于2018年下半年发射帕克探测器,外表覆盖着耐1400℃高温的材料,经过几次变轨后,帕克探测器距离太阳的距离将达到史无前例的590万公里,飞行速度达到200公里每秒,也将是飞行最快的探测器。


帕克探测器外部覆盖碳复合材料,能够承受太阳表面(距离三个太阳半径)处的高温,但却无法再接近了。太阳表面温度据推测能达到5500℃,目前人类所能制造的最耐高温的材料也只能承受4200多度的高温。并且距离太阳过近的话,高能粒子流、高温等会严重干扰探测器的正常工作。

太阳释放的巨大能量生成的高温,使太阳表面的气体成为等离子体,原子团被电力或者电子被剥夺,已经不是完整的原子了。简单的材料或许都无法承受那样的环境。曾经在一部科幻作品中提到用中子做成的航天器,按照太阳的质量,如果真的能够实现,人类或许真的能够进入太阳内部进行一些观测,但那种已经不能叫材料了,况且以人类目前的科技是无法做到的。
或者能够利用磁场等,能够排开带电粒子,但耗费的能源也将是巨量的。

能够在靠近太阳时隔绝太阳热量的材料也许压根就不存在,到头来只能应用磁场等,核聚变、反物质或许能够提供所需的能源,然而目前核聚变只能稳定100来秒,制造1克反物质耗费能达到万万亿级别,难以想象。


来看世界呀


很遗憾,没有。不过要制造一个“装太阳的容器”未必需要耐热的材料,隔绝太阳的热量也未必需要用绝热材料,咱们慢慢看。

太阳表明的温度在5500℃左右,太阳核心则能达到1500万℃。而地球上天然存在的熔点最高的物质是钨,熔点是3410℃,人工合成的最耐高温材料的熔点也不超过4200℃。目前我们没有任何材料可以承受太阳的高热。既然有形之物做不到,我们可以考虑一些“无形之物”。

先问一个问题,为什么太阳是球形的?太阳中心在发生氢聚变,相当于持续不断的大量氢弹爆炸,强大的辐射压把物质不断喷射出去,那么是什么力量约束太阳保持球形不炸开呢?是引力,太阳自身巨大的质量形成引力场,把表面的物质拽向核心,同时辐射压把核心物质向外喷发,形成平衡,保持了球形。换句话说,引力场就是装太阳的“容器”

科学家想在地球上造一个人工太阳“可控核聚变”来解决能源问题,既然目前没有一种物质能够装太阳,所以科学家也是希望利用场来约束太阳。不过人造小太阳质量很小,不足以形成足够大的引力场,科学家用的是

磁场。高中物理知识,带电粒子在磁场中会发生偏转。聚变的原材料氢核和产物氦核都是带正电的,如果我们有一个精心设计的强磁场,让核反应只在能在场内进行,带电粒子都飞不出了,我们就有了一个装“小太阳”的“容器”了。

再来说隔热的事,大家听过“纸锅烧水”吧?沸腾的水带走多余的热量使得纸锅温度达不到着火点。目前的核电站也是类似原理,用大量水来冷却反应堆,里面在核裂变,外面却感受不到澎湃的热量。未来的人工太阳核聚变发电站也是利用同样原理。用冷却液带走热量对设施外隔热,同时用冷却剂吸收的热量来发电。

可控核聚变的原理我说的比较通俗,实际上还有很多复杂的细节。不过近年发展很快,不久的未来我们将会在地球表面制造我们自己的太阳。


王企鹅


很高兴回答你的问题。

想要抗住太阳的高温,只需要了解太阳表面的温度,以及我们已知的那些高熔点的物质,能不能去抗衡就好了。

铪合金,铪合金的熔点达到了4215℃!这是我们人类能合成出来的熔点最高的物质!那么太阳呢?

且不说太阳内部,太阳光是表面的温度,就有5500-5800度,这和4215度之间还有着本质的差距。

从这个角度看,别说是在地球上寻找了,就算是把地球推近,地球都会融化的。

这大约就是无一合之将的意思了吧。

实际上,在宇宙里,中子星、暗物质、黑洞等,都是可以接近太阳的。尤其是黑洞,只要足够规模,可以迅速把整个太阳系吸进去且无法逃逸。

这就是,实力的差距。

如果觉得有用,您就给点个赞、粉个好友呗。

大约花费0.3KB的流量,哈哈哈哈哈。

毕竟,我辣么萌~


不哈韩的小韩


人类能够制造的合金材料的熔点最高只有4200摄氏度左右,这与太阳表面(光球层)的5800摄氏度高温还有着不小的差距。

但是,在你接近太阳时,你需要通过太阳的大气层最外层,即日冕层,日冕层的温度高达100万摄氏度,至于为何太阳的最外层大气温度会突然升到这么高,还没有准确的解释。

太阳的大气层由内到外分为光球层、色球层、日冕层,在光球层时,表面温度也就只有5800摄氏度左右,但是到了色球层之后,温度却开始逐渐升高,到色球层顶部时,已达几万摄氏度高温。

当来到日冕层时,温度飙到了百万摄氏度,如此奇异的温度分布,让人摸不着头脑,常理上说,应该是越远离核心,温度应该越低的啊。

所以,如果打造飞船想靠近太阳,必须得经过日冕层的同意,它不同意,就过不去。

我们平常肉眼看见的太阳轮廓是光球层界限,温度只有5800摄氏度。

记得在一部科幻电影中有过这样的描述,一艘飞船的表面覆盖着“镜面”材料,可以完全的阻挡住外界的高温,不知道这样的镜面材料是什么物质制作而成的,当然喽,这只是科幻设想。

在地球上,找不到任何的物质,可以奈何得了那光球层的5800摄氏度,更别提要接近太阳必须接近日冕层的百万摄氏度了,没戏的。


一枚游戏科幻迷


上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷

太阳的表面温度高达6000度,核心温度高达1500万度,核聚变的威力是超级强大的。但是很遗憾,能够承受6000度高温的物质在地球上目前还不存在。在我们的金属中,熔点最高的是钨,它的熔点高达3380度,沸点在5927度。熔点最高的合金是铪合金(Ta4HfC5),熔点在4215度。这种合金在军事和宇宙探索中有很大的利用价值。但是无论是钨金属,还是铪合金,它们的熔点都离6000度高温有很大差距。当然也有可能未来科学家还会研发出更高熔点的合金物质,不断接近太阳表面温度,但是这并不是一件容易事情。



所以在恒星的世界中,行星上的一切都是虚幻的,一旦恒星吞噬,一切都是会化为气体。


今天,我们震撼于太阳核聚变释放的能量,也希望利用这种能源为地球人使用,所以很多国家在进行核聚变“人造太阳”的研究项目,中国在这方面处于世界领先水平,我们建设了世界上首个全超导托卡马克装置 EAST,可以利用磁场,将氘、氚的等离子体在100秒内加热到5000万度,因为利用磁场效应,这些等离子体是悬浮状态,不和材料接触,所以可以保持一段时间。


科坛春秋精选


很遗憾,这个真没有。不要说地球上的物质了,就算是整个地球,太阳都能将其融化。

目前地球上熔点最高的物质是铪合金——五碳化四钽铪化合物,熔点高达

4215摄氏度。不过很遗憾,太阳表面温度5500摄氏度,足足差了一千多摄氏度。而单纯温度达到一千多摄氏度,就足够将大部分石头融化了。

如果再往里延伸,太阳的核心区温度可以达到1500万摄氏度,毫不夸张,人类即便穿过表面进入核心,在强大的压力以及极高的温度下,你也会成为核聚变原料。

至于隔离太阳热量,我们这里只考虑热辐射这个方面。

如果将热辐射全部反弹,而热辐射的传递形式就是电磁波,因此如果能造出一块反射率达到100%,可以反射全波段的“镜子”,理论可以完全隔绝热辐射。可惜这又是理论上的可能,实际中并不存在


一句网络上的玩笑话——“我们等太阳落山,再靠近”

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普


1 : 好吧,纠正一下1楼,钨的熔点的确是3410℃,但是它并不是熔点最高的物质,人类目前已知熔点最高的物质确是铪合金,铪合金的熔点达到了4215℃,这个温度和太阳表面的5500℃还有一段距离,所以即使是铪合金,也无法接近太阳。


2 : 那么至于地球上有没有什么物质可以接近太阳,并且不被融化呢,从物质的角度上来看,应该是没有的,因为即使是地球,也会被太阳融化掉,所以如果连地球都没办法抵抗太阳的温度,那么答案已经很明显了,地球上没有任何的物质抗衡太阳的威力。


3 : 那么宇宙中有没有什么物质可以接近太阳,并且不会被影响呢,答案是有,第一种是暗物质,但是暗物质不一定是一种物质,它可能是一种粒子或者其他人类未知的东西,科学家认为太阳的附近分布着大量的暗物质,这些暗物质不仅不会受到太阳的影响,并且分布在整个银河系当中。


4 : 那么第二种就是等级更高的天体,例如中子星或者黑洞,它们在接近恒星的时候会直接撕碎整个恒星系,那么当太阳附近出现黑洞的时候,整个太阳系都会被黑洞吞噬掉,所以太阳的温度对于黑洞或者中子星无效,因为对方的等级比你更高,没办法,官大一级压死人,对于太阳来说,也是如此。


种植恒星


没有这样的物质。只要足够接近太阳表面,地球上的任何物质都会熔化掉,因为太阳表面的温度高达5500 ℃,而目前人类制造出的最高熔点物质(五碳化四钽铪)在4200 ℃时就会熔融。

如果想要隔绝高温,直接依靠高熔点的物质是不现实的。物质的熔点再高也是有极限的,几千度基本上就是上限了。想要隔绝太阳的高温,目前已知唯一的办法是施加一种特殊的磁场,这是研究可控核聚变所需掌握的技术,因为核聚变反应能够产生极高的温度。

能够创纪录地靠近太阳的人造物体——帕克太阳探测器,即将于这两天发射升空,它到时与太阳表面的最近距离只有太阳半径的8.86倍,即620万千米。虽然帕克太阳探测器还没有达到太阳表面,但它所飞入的日冕其实拥有高到100万度的高温。不过,好在日冕的密度很低,探测器并不会被那些高能粒子加热到极高的温度。据估计,帕克太阳探测器的最前端将会升高到将近1400 ℃,这样的温度通过一系列方法是可以承受的。


火星一号


靠近,要看多近.
太阳表面温度6000度.
地球上的物体肯定靠进不了.还没到就气化了.
除非是小行星,体积过大,速度太快还没气化完,就到了.
也可以说是靠近了.
当然也许宇宙中还有其他物质可以耐得来这么高的温度.

太阳看起来很平静,实际上无时无刻不在发生剧烈的活动。太阳表面和大气层中的活动现象,诸如

太阳黑子

、耀斑和日冕物质喷发等,会使太阳风大大增强,造成许多地球物理现象——例如极光增多、大气电离层和地磁的变化。太阳活动和太阳风的增强还会严重干扰地球上无线电通讯及航天设备的正常工作,使卫星上的精密电子仪器遭受损害,地面电力控制网络发生混乱,甚至可能对航天飞机和空间站中宇航员的生命构成威胁。因此,监测太阳活动和太阳风的强度,适时作出"空间气象"预报,越来越显得重要。 在银河系内一千多亿颗恒星中,太阳只是普通的一员,它位于银河系的对称平面附近,距离银河系中心约26000光年,在银道面以北约26光年, 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转,另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。 太阳的年龄约为46亿年,它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段,太阳中的氦将转变成重元素,太阳的体积也将开始不断膨胀,直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后,太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年,它将最终完全冷却。 万物之源——太阳 清晨,当太阳从漫天红霞中喷薄而出,把万丈金光洒向大地,一种蓬勃向上的激情,就会油然而生。看到这个充满生机的世界,人们不能不热爱和赞美赐予我们生命和力量的万物主宰——太阳。 中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在绚丽多彩的希腊神话中,太阳神被称为“阿波罗”。他右手握着七弦琴,左手托着象征太阳的金球,让光明普照大地,把温暖送到人间,是万民景仰的神灵。在天文学中,太阳的符号“⊙”和我们的象形字“日”十分相似,它象征着宇宙之卵。 太阳的质量相当于地球质量的33万多倍,体积大约是地球的130万倍,半径约为70万公里,是地球半径的109倍多。虽然如此,她在宇宙中也只是一个普通的恒星。


分享到:


相關文章: