10億攝氏度是什麼概念,是宇宙最高溫度?人類對溫度的感知偏差【時空宇航號】

时空宇航号
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10亿摄氏度是什么概念,是宇宙最高温度?人类对温度的感知偏差
那么10亿摄氏度究竟是什么概念呢?
在我们的日常生活中,根本接触不到这样高的温度,并且地球上任何物质在这样的温度下都会熔化。在标准大气压下,目前地球上已知熔点最高的物质是五碳化四钽铪,它的熔点高达4215摄氏度。10亿摄氏度,放眼整个宇宙,除了少数恒星内部,通常在白矮星和中子星上才能达到这么高的温度,其中中子星中心的温度可达100亿度以上。
10亿℃确实很高,但人类已经能够在实验室中制造出远超10亿摄氏度的高温。
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10億攝氏度是一個什麼概念呢?
我們所熟知的絕對零度
零下273.15攝氏度
是熱力學中的最低溫度
那麼
宇宙中真的會有10億攝氏度
這麼高的溫度嗎?
它是否也會存在着
一個最高溫度呢?
說到溫度
我們通常的理解
就是物體的冷熱程度
例如
水在零度以下會結冰
而在零度以上就會呈現液態
我們正常成年人的人體溫度
是在37攝氏度左右
標準大氣壓下
我們生活中
煮到沸騰的水
最高
也就只能達到100攝氏度
400攝氏度下能夠讓鉛融化
1540攝氏度
能讓鐵融化
6000攝氏度就是太陽表面的溫度
而太陽溫度最高的位置
就是它的核心
但也只不過
是1500萬攝氏度
這是不是就意味着
宇宙中
真的不會有10億攝氏度的溫度
那當然不是
我們之所以會認爲沒有
那是因爲
在我們的生活中
根本不可能
會接觸到如此
超高的溫度
但放眼於茫茫宇宙中
它卻是真的會存在
除了一少部分的恆星內部
能達到如此高的溫度
通常只能在白矮星和中子星上
才能達到這麼高的溫度
其中
中子星中心的溫度
甚至可達100億攝氏度以上
這麼高的溫度
究竟是如何
才能產生的呢
溫度的本質
其實
是微觀下
粒子的熱運動
粒子的熱運動越劇烈
那麼
它所產生的動能就會越多
表現出來的溫度
也就越高
倘若粒子的熱運動完全停止了
那麼
就會無限接近
我們所熟知的
絕對零度
因此
可以說
溫度就是測量一個系統中
粒子平均動能的物理量
這就說明
有些恆星的內部溫度
之所以能超過100億攝氏度
不僅是因爲它們的質量都超大
而更重要的
是在發生超新星爆發時
粒子的熱運動非常劇烈
內部的溫度
會急劇上升
達到100億攝氏度以上
在如此高溫的情況下
原子核會發生解體
粒子繼續進行劇烈的熱運動
如果超新星爆發後
留下的是一顆中子星
中子星在剛形成時
內部溫度甚至可達1000億攝氏度
但會在幾分鐘後
纔會降至幾十億攝氏度
這就意味着
只要粒子的熱運動
足夠劇烈
那麼它所表現出來的溫度
可以持續上升
並沒有一個最高溫度
而是無上限的
那麼
我們人類
到底可不可以
創造出高溫出來呢
按照目前的技術來說
是可以的
例如
我國自主研發的東方超環
它是全超導託卡馬克核聚變試驗裝置
被稱爲人造太陽
2018年11月
在電子迴旋與低雜波協同加熱下
等離子體中心電子溫度
首次達到1億攝氏度
獲得的實驗參數
接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件
不過這個溫度持續的時間
並不是很長
僅僅是一瞬間而已
相信隨着人類技術的發展
利用人造太陽能夠解決
人類資源匱乏的問題
