03.05 4万亿摄氏度是什么概念?

五月的田野


人体正常体温大约37℃

普通打火机的外焰温度大约600℃

家用天然气火焰温度大约1500℃

金属中熔点最高的钨熔点3410℃

人类已知熔点最高的物质钛合金熔点4215℃

地核内部最高温度6800℃

太阳中心温度2000万℃

氢弹爆炸的瞬间温度超过1亿摄氏度,持续时间极短

人类创造过能够持续的最高温度5.1亿摄氏度,1994年在美国创造的核聚变温度

2010年,科学家通过金属离子对撞生成了夸克-胶子汤,人类创造了最高的瞬时温度约为4万亿摄氏度,通过红外辐射记录下的最高温度,不过只持续了10的负15次方秒数量级的时间。在这个温度下物质将难以凝聚在一起,原子间和原子内部的电磁力和相互作用力都会消失,物质只能以夸克的状态存在。

而理论上宇宙最高的温度是普朗克温度,也就是宇宙大爆炸瞬间所产生的最高温度,数值上是1.4168×10的32次方温度,也就是1.4亿亿亿亿摄氏度。这种温度已经无法用语言来形容了,只能用数值体现了。


科学薛定谔的猫


四万亿摄氏度会非常可怕。

我们都知道,物质会不断的向外辐射热能。这个功率与温度有关,比如说人体,单纯的热辐射功率,大约有500瓦。这个数字看起来很大,但因为环境也会向我们辐射,所以我们实际的散热功率会远低于此。

回过头来看四万亿摄氏度的物体。假设我们有一个乒乓球大小的四万亿摄氏度的物体,它的辐射功率有多大呢?

有1.36x10^40瓦!

这是什么概念呢?你如果站在它面前,距离一米,只需要10^-32秒就会沸腾、烤熟!

那需要站多远才比较安全呢?就按承受功率500瓦来计算,我们要想不被它烤熟,需要距离多远呢?

答案非常惊人:需要有地球到太阳距离的一百万倍!

也就是155光年!

所以如果想要在地球上制造这么高温的东西……你可得想好了,就算是乒乓球的大小,也足够把整个地球烤熟。


章彦博


首选,简单来了解一下什么是温度。在日常生活中,我们通常用温度的高低来表示物体的冷热程度。那么,物体为什么会表现出有冷有热的感觉呢?物体的温度是哪里来的呢?这就要追到组成物体的微观粒子,这些粒子始终处于热运动之中不会停下来,它们的热运动剧烈程度决定了物体的温度高低。因此,粒子的平均动能越大的物体,其温度就越高,反之亦然。

回到问题中来,4万亿摄氏度(以下简称度)是什么概念?我们可以用不同物体的温度来做个比较。理论最低温度为绝对零度,其大小为−273.15度;宇宙的平均温度为-270.45度;水在标准大气压下的冰点为0度;人体感到舒适的温度大约为23度;水在标准大气压下的沸点为100度;金星表面的平均温度为460度;铁水的温度为1500度;白炽灯的温度为2200度;太阳表面和地球核心的温度为5500度;闪电的温度为2.8万度;典型中子星的表面温度为60万度;太阳核心的温度为1570万度;当大质量恒星耗尽核燃料后,在引力坍缩的作用下将会发生超新星爆发,其核心温度能够急剧升高至1000亿度;双中子星碰撞时产生的温度高达3500亿度;相对论重离子对撞机把两束高速运动的金离子撞击在一起,产生的温度可达1万亿度;目前人类得到的最高温度由大型强子对撞机产生,利用高速运动的质子和原子核之间的碰撞,产生的温度高达10万亿度,已经超过了4万亿度。

不过,这还不是温度的尽头。随着粒子的运动速度趋近于光速,温度也将趋于理论最高值——普朗克温度,其大小为1.42亿亿亿亿度。当温度趋于这个数值时,引力将会变得与另外三种基本自然力一样强,并且四种基本自然力将会统一成一种力,这正是在宇宙大爆炸后1普朗克时间所出现的场景。


火星一号


4万亿摄氏度是什么概念?

基本上这些对于我们“正常人”只是一个数字概念,而对于科学工作者却有着非同凡响的意义,2010年纽约长岛的重离子对撞机将两束接近光速的金离子对撞,产生了有史以来人类制造过的最高的温度:4万亿摄氏度!

位于美国纽约长岛的布鲁柯国家实验室相对论RHIC对撞机,在2010年创造了这个记录,使用的是两束金离子

金离子对撞的科学参数,左图是RHIC的200GeV/c的金-金碰撞Φ-介子的椭圆流和K-介子、Λ-重子的椭圆流的比较,当然我们在本文中并不关心这些数据,而是其能达到的最高温度!在同一个对撞机里,在2012年的时候达到了5.5万亿摄氏度.....

我们一般焊接操作的氧乙炔火焰能达到的温度大概是3000度左右,电焊的电弧中心可能会更高一些,约6000度以上,与太阳表面温度差不多.....

太阳的内核温度约为1500万度,中心压力超过3000亿个大气压,因此在这个“低温”下可以聚变!

中子星的温度为60亿度以上

超新星爆发时核心超过100亿度

宇宙大爆炸后第一个普朗克时间,温度为1.4×10^32度

普朗克时间为最小的时间单位,没有比这个再小的时间单位!

温度只是微观粒子热运动的宏观表现,4万亿摄氏度下,将不再存在元素的概念,电磁力和弱相互作用已经不再,这时候夸克稳定存在,自由质子和中子能稳定存在,但这些粒子间的运动接近光速!我们难以想象这是一种何等的存在........


星辰大海路上的种花家


4万亿摄氏度是什么概念?咱们先来对比一下。

一:这个季节里,春暖花开,白天温度大概20摄氏度左右,人体感觉舒适。夏季时就算温度为37摄氏度吧,这时不开空调人已经无法忍受了。超过50摄氏度人大概就无法生存了。

二:在标准大气压下,沸水的温度是100℃,做饭时可以感觉到,溅到手上很烫的。

炒菜时的食用油,沸腾时它的温度可以高达200℃以上,溅到手上一下就是一个水泡。

三:金属锡,柔软,易弯曲,当温度达到232℃时就足以熔化了。

四:金属铁,600度的时候铁是呈暗红色;800度的时候铁是呈橙红色;900度以上的时候铁是呈橙黄色至亮黄色。继续升温到1560摄氏度时,金属铁呈液态。

五:已知熔点最高的物质“铪合金”,熔点熔点也不过4200℃左右,距离4万亿还差的远。

六:太阳温度,表面温度:约5500摄氏度,这个温度已经可以融化地球上的一切物质了,其中心温度更是高达5000万摄氏度,在这样的温度下,一切物质只能以气态存在。但是这个温度依然与4万亿差的很远。

七:天体超新星爆发核心的温度为20亿摄氏度,4万亿摄氏度热到什么程度呢?在那样的温度下足以熔化质子和中子,质子和中子由更小的夸克和胶子构成。这两种粒子的预期熔化温度为2万亿摄氏度。4万亿摄氏度高温度下,所有物质都将分解为“汤”,就像宇宙经由大爆炸形成后最初百万分之一秒所处的情形。


萌萌最萌


4万亿摄氏度是什么概念,我在脑海里想象了一下,都感觉要发烧了……😂

题主会提出这个问题,或许是因为在哪里看到与“4万亿摄氏度”相关的新闻:一个国际科研小组,为了研究宇宙起源,在实验室环境里用重离子对撞机模拟宇宙大爆炸,创造出了4万亿摄氏度的超高温度记录。超出太阳中心温度的25万倍!

温度通俗来讲是指物体冷热程度的物理量,但本质上是物质运动的剧烈程度。物质运动趋于静止,温度接近绝对零度,物质运动越剧烈,温度越高。而影响物质运动剧烈程度的主要因素则有:压力、速度、密度。温度数值与这几个物理量成正比。

我们目前已知速度极限是光速,压力极限还没有具体数值(也许有,我孤陋寡闻不知道),密度最高的天体是中子星,但理论上比中子星密度还要高的是黑洞(由于黑洞还不能直接观测到)。那么理论上能产生最高温度的宇宙现象应该是两个黑洞以光速对撞。

至于宇宙大爆炸所能达到的温度,我始终认为那只是数据推导。 好吧,其实我只是来凑热闹的,专业回答请看其他大神的。(❁´ω`❁)


姝子


四万亿度,对普通人来说,没有什么意义。不过,对于物理学家来说,会感觉很有意思。人类实验室目前只能制造几亿度的高温,而且只能延续几个飞秒(1个飞秒为1000万亿分之一秒)。 4万亿度,地球上是做不出来的。恒星也不是不行的,恒星最高的温度,不能超过太阳温度的10倍。如果温度过高,恒星是不能形成的。达到4万亿度,由于粒子振动的太过于激烈,以至于元素都不能形成,核反应也自然不会发生,只有电子、质子等基本粒子可以维持。

这样的场景,已经比“地狱”更加残酷几千几万倍,恐怕“地狱”都会被这样的极端高温所摧毁。也只有在宇宙刚刚诞生之后不久,才可能达到这样的高温。只要知道今天热辐射的温度,就可以反推宇宙刚刚诞生不久的温度是多少。计算得知,宇宙在诞生之后第一秒,温度是100亿度,而4万亿度,必须是在宇宙诞生之后的0.0001秒才能发生。4万亿度还不是最高的温度,普朗克温度才是理论上最高的。宇宙诞生之后的第一个瞬间温度,就是普朗克温度,没有其他温度值可以高过它。在此时,所有的基本力都被统一,也没有物质存在。


怀疑探索者


答:4万亿度时,只有质子、中子、光中微子和电子等,非常基本的粒子能稳定存在。


宇宙大爆炸模型中,有个暴涨理论,该理论描述:

1、在宇宙大爆炸后10^-12秒,温度为1000万亿度;

2、在宇宙大爆炸后0.01秒,温度为1000亿度;



4万亿度在这两个时间点之间。


除宇宙大爆炸外,人类也能在极短时间内,产生超过4万亿度的温度:

1、太阳内部温度1500万度;

2、红巨星内核温度可达1亿度;

3、氢弹爆炸时的瞬间温度,数亿度;



4、中子星内核温度极限为60亿度;

5、大型恒星的超新星爆炸,内核温度可达100亿度;

6、人类创造过的最高温度,2001年4万亿度;2012年提高到了5.5万亿度,持续时间数飞秒;

7、宇宙大爆炸后第一个普朗克时间,温度1.4*10^32度,即是1.4亿亿亿亿度;


根据量子力学的观点,当温度高于30亿度时,中子和质子可以逃脱核力束缚,变得不稳定。



4万亿度时,普通物质将不再存在,电磁力和弱相互作用已经分离,夸克这时候能稳定存在,自由质子和中子能稳定,它们都以接近光速进行运动,碰撞十分剧烈。



不过话说回来,温度是微观粒子热运动的宏观统计现象,如果处于4万亿度的粒子数少,持续时间短,那么这么高的温度也无法用于实际(比如聚变点火,裂变点火等等)。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


只能说,4万亿度(甚至更高)是一个我们无法直接感受理解的问题,不要说4万亿度了,就是4万度的温度环境我们也很难想想象到,现实中也很难出现!

温度是衡量物体冷热程度的度量,具体指物体内部微观粒子运动剧烈程度的高低,运动越剧烈,温度就越高!

当然,肯定有人会问4万亿度的数字是怎么来的?当然不是温度计去测量的,人类拥有的是智慧,而且科学史上大部分的发现也不需要亲眼看到亲自做到才可以,可以通过间接的观察根据现有理论计算得出!

比如说太阳表面温度5800摄氏度,核心温度1500万度,这些数字是怎么得出来的?科学家们拿着温度计飞到太阳旁把温度计插入太阳得出的?

有句话说的好:无知者无畏!而且无知者常常自以为是!对于自己不能理解的东西都说成是“胡思乱想”!

所以莫要纠结4万亿度到底是一个什么概念,它只是一个通过数学计算得出来的数值!

现实中科学家们甚至能创造出比4万亿度更高的温度,比如在大型粒子对撞机里让质子等微粒以接近光速相撞。有人肯定会问如此高的温度为何没有完成任何影响?

因为时间太短,只是一瞬间,而且物体本身又太小,只是微观粒子,所以几乎不会有任何影响!

那么理论上有没有最高的温度上限存在呢?

确实存在,它就是普朗克温度,可以认为是温度的基础上限,科学家们认为任何试图推测比普朗克温度更高的东西都毫无意义,同时它也是宇宙大爆炸后第一个瞬间温度(也就是第一个普朗克时间的温度)!

普朗克温度究竟有多高,大约等于T=1.416833× 10的32次方K(K=273.15+°C)


宇宙探索


当我看到4万亿摄氏度这个名词的时候,立刻就让我联想到了''人造小太阳'',即核裂变装置――托卡马克。


托卡马克将成为人类最终的最清洁能源,核裂变产出的能量会让人类取之不尽用之不竭,但是目前唯一不能让其造福人类的问题就是,还没能研发出能耐4万亿摄氏度高温的材料将它束缚其中。

托卡马克装置的研究上,我国处于世界领先地位,是德国人帮助我们制造出了全世界最大且最耐高温的磁铁,我们利用磁悬浮技术让托卡马克装置内部,与核裂变温度保持一个隔离的空间,这样温度就能避免直接挨到托卡马克的内壁。在将温度升到一万亿摄氏度时,因为温度实在太高,托卡马克装置的承受极限达到了1分钟。虽然实验依然失败了,但是让我们人类还是看到了其可行性的曙光。然而那还遥不可及的4万亿高温,和一劳永逸的千年不动的耐温稳定性,要求我们的科研人员今后要走的路还很长很长。
那么我们来看看4万亿摄氏度是个什么概念。太阳的表现温度是6000摄氏度左右,核心温度也才15000摄氏度左右,因为太阳的引力可以让温度无法逃离产生核裂变,而我们的托卡马克装置没有中心引力,为了避免核裂变时温度四散逃逸,才必须要有能耐4万亿摄氏度高温逃逸的材料把它束缚起来,而这个温度直接高达太阳温度的27万倍。

我们的国之重器――氢弹,爆炸时的中心温度估计是人类创造的最高温度,达到了一亿摄氏度左右,但是那也只是4万亿摄氏度的四万分之一,想想是不是太恐怖?


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