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2013年3月14日

10亿摄氏度是个什么样的概念?

10亿摄氏度,未免太夸张了吧,什么概念呢?难以相信。这种温度出现的可能只有宇宙大爆炸时。

地球上,南极最低气温出现在南极洲内陆,气温为-89.6℃;最高温度出现在1922年9月13日的北非利比亚,曾有高达58℃的记录。而我们人体,正常体温才36~37℃左右。动物界哺乳动物体温最高的是——雨燕,体温在44℃,高出人类体温7~8℃左右。而在澳大莉亚和新几内亚发现了一种单孔类动物——针鼹,它们是哺乳动物中体温最低的动物,其体温一般在摄氏22.2度至24.4度之间。更有甚至,在美国的阿拉斯加的冰虫的体内温度是-10℃ ,低于人类体温46~46℃左右。

我们知道沸腾的水,温度为100℃,炼锡温度是232℃,银融解的温度是961℃,金融解的温度是1063℃,岩浆的温度最高可达1300℃,钢煮沸的温度是2450℃,氧乙炔焰的温度是3500℃,太阳的表面温度是6000℃,钢焊接变形的温度是6020℃,太阳核心处温度高达1500万℃,聚变时可以短时间达到3000万~5000万℃;白矮星更热,其表面温度可达10万℃,核心温度可达1亿℃;中子星的表面温度估计可达60万℃,中心温度超过10亿℃;而当两颗中子星发生碰撞时,产生高达3500亿℃。因此,可以得出结论“没有最高,只有更高”。

2013年3月14日
(图片来源网络,侵删)

当今世界人造最高温度的记录,是欧洲瑞士日内瓦附近的世界上最大的粒子加速器对撞机生成的10万亿℃。而题目说的10亿℃,与人造最高温度相差10000倍,只是中子星内部最高温度而已,可比性不大。

目前,科学界计算出的绝对零度是,零下273.15℃,它就是温度的下限。而温度的上限,科学家们也计算出来了,那就是1.4亿亿亿亿℃,物理学把这个温度认为是温度的上限,称之为普朗克温度。迄今为止,普朗克温度只在宇宙大爆炸瞬间出现过。此10亿℃,与1.4亿亿亿亿℃相比,又差了1.4亿亿亿倍,根本就无法比较。

温度10亿℃,对于我们人类来说可能是天文数字,可望而不可即。但是10亿℃跟普朗克温度温度比,简直就是小巫见大巫。这样说可能不太形象,打个比方。比喻:太阳的体积是地球的130万倍,而盾牌座uy的直径是太阳的1700多倍,体积可以装下45亿个太阳,这是人类目前宇宙中发现的最大的星球。跟我所说的温度对比是同一个道理,不知道大家是否有概念了吗?

2013年3月14日
(图片来源网络,侵删)

答:10亿度已经远远超过了我们太阳内部的温度,大质量恒星在演化末期,核心温度可达到10亿度以上,然后点燃氖、钠、镁、铝等元素。

在我们地球上,熔点最高的物质是铪合金,大约是4200℃,地球核心温度可达6800℃,足以融化地球上的任何物质,在太阳内部,温度更是高达1500万度。

人类只有在高能物理中,能接触到如此高的温度,比如中国的“人造太阳”,就产生了高达1亿度的电子流,由超导体产生的强磁场束缚着;在氢弹爆炸的瞬间,中心温度可达2亿度以上;在大型强子对撞机中,人类制造过4万亿度的超高温,这个温度是根据碰撞粒子的速度来计算的。

2013年3月14日
(图片来源网络,侵删)

此时没有任何实体物质能束缚高温粒子,大型强子对撞机制造的瞬间温度虽然高,但是高温粒子的数目很少,能量在瞬间就会散失掉,并不会融化装置的内壁。

比如NASA发射帕克太阳探测器,在近日点时,太阳激起的日冕温度高达100万度,但是粒子密度只有每立方米10^15个,这些高温粒子直接撞击到帕克太阳探测器的外壳,探测器强大的制冷装置,能及时转移这些能量,使得探测器外壳不至于融化。

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