如果世界的温度骤增到一亿摄氏度,但是只维持千亿分之一秒,会发生什么?

胡航科


这问题涉及到高能物理学的研究,在这种学科研究领域内,科学家更喜欢用电子伏特(eV)来表示能量,而不是温度。

电子伏特,一种微观粒子能量的单位,就像我们宏观说的焦耳,千瓦时这些一样,焦耳和电子伏特有这种关系:1 eV = 1.6*10E-19 J 。

为什么能这样对等表示?难道温度是能量?

何为温度?

差不多可以这样理解,温度描述的是一群微观粒子不规则运动的剧烈程度,这种剧烈运动产生的能量就是动能。

温度越高,动能越大;温度越低,动能越小,它们是互相影响的,所以温度的高低是可以用电子伏特来表示的。

并且电子伏特和温度有这一般的换算公式eV=T/k。

其中的等式左边就是电子伏特,代表能量大小。右边的T即为温度,k是热力学中的玻尔兹曼常数,约等于1.38*10^-23。

通过上面的公式,我们简单换算一下,一亿摄氏度约为8.6keV。

8.6keV的粒子在千亿分之一秒后微观世界都在蹦迪。

在这个能量尺度上,电子由于突然间极高的速度,会以电离的形式和原子核分离。至于原子核本身,不到MeV级别的,是不会破坏核子之间宇宙最强力——强核力的。

强核力是作用于强子之间的力,是目前所知的四种宇宙间基本作用力中最强的,也是作用距离最短的(大约在 10^(-15)~10^(-10) m 范围内)。

而千亿分之一秒虽然对于我们来说是一个很小的时间,就是1皮秒。

但对于微观世界瞬息刹那的电磁相互作用普朗克级别的时间,已经很长很长了。

普朗克时间,是指时间量子间的最小间隔,即普朗克时间,为 10E-43秒(即10^-43s)。没有比这更短的时间存在。普朗克时间=普朗克长度/光速。

这个时间内,很多电子都能逃逸到原子0.3毫米的地方。

由微观世界组成的宏观世界依旧不容乐观

对于宏观世界,这瞬间的距离变化能立马摧毁构成世界的每一个原子。

所有暴露在空气中的生物几乎都会立刻气化,人类,动物,植物,所有的一切就像变魔术一样,似乎什么都没发生,却全部不在了。

包括海水,在千亿分之一秒后就变成了“等离子海”,水将之不是水。

至于地球和其他行星,由于作用时间对于宏观世界是很短的。所以引力还是能限制他们的自由,它们可能会瞬间回归形成之初的样子——到处是滚烫的岩浆,像一个炽热的泥球,而不是如同你我瞬间“灰飞烟灭”。

恒星可能没什么变化,它们本身就是等离子体,电子早就和原子核分家了,所以变化并不大。


挡不住的熵增


如果世界的温度骤增到一亿摄氏度,那怕只维持千分之一秒:

首先,整个地球的各类生物包括人类都会灭绝!可不能小看这千分之一秒的急剧升温。人体和动物、植物等没有办法适应!

其次,由于超高温度。地球的磁场、太阳的磁场以及其他天体的磁场都会被消磁,从而瞬间失效。因此极有可能地球会失控、地球只要撞上木星等大的天体,只能被毁灭。而太阳失控以后,也会因为撞上其他恒星,会毁灭。

再次,我们的各种导航也会失灵。而整个人类基于电磁波研究出来的有线无线通讯网络都会失灵。所有基于于磁介质的硬盘、主板等等都会因消磁,而被毁掉。

总之,各种动植物包括人类都灭绝,各种天体、包括太阳、地球等都毁灭,最终就是宇宙末日!所以,看似坚不可摧的地球、太阳等天体都不可能经受住这千分之一秒升温一亿摄氏度的考验,而最终走向毁灭!


地震博士


其实也不太懂,我就随便一说吧,说错了大家多指正。

所谓的温度就是分子的不规则运动,所以如果真的是题中假设的那样,瞬间一亿度,维持千亿分之一秒,意思就是在这千亿分之一秒内,所有的粒子都在这段时间内以超高的速度做不规则运动。

而一瞬间之后这个“迫使粒子做超高速不规则运动”的神奇因素消失了,那么由于惯性,所有的粒子都会以这个神奇因素消失时刻的速度大小和方向运动。而且刚刚也说了,所有的粒子运动都是不规则的,也就是什么方向都有,那么结果就是,粒子会以极高的速度相互碰撞。这些粒子的平均速度可以根据麦克斯韦速度分布律算出来:

但是可惜的是,如果是一亿度那么高的温度,估计粒子会有相对论效应,所以不能用这个简单的公式推算得到,但是我们还是可以确信,这个时候粒子的速度不是很接近光速,就是比较接近光速——而让粒子以这样的速度相撞,人类还只在粒子碰撞机里面实现过。

↑大型强子对撞机↑

于是整个世界变成了一个巨大的粒子加速器,各种粒子之间发生足以使之撞成基本粒子状态的碰撞,而最后的结果,就是全世界都几乎变成了一锅汤一样的基本粒子。

↑粒子像烟花一样在世界的各个角落绽放↑

这就是你随便让世界变成以一亿度的结果。


SilentTurbine


高温的本质,是极高的平均分子能量。

对于温度为T的分子,其速度有一个分布,即「麦克斯韦 - 玻尔兹曼分布」。这个分布有一个最大值的地方,称为「最概然速率」,也叫「最可几速率」:

举个例子,假设就用水来计算,它的最概然速率就是:

而在室温下,这个速率只有16.63m/s。

但是这里有一个条件,就是只持续千亿分之一秒,那这么短的时间里,会走多远的距离呢?

答案是96纳米。

所以在宏观上,基本不会有可见的影响。

微观上呢?

DNA的直径是2纳米,在这样的高温下,化学键早就断裂了,DNA也一定会毁坏。

而DNA是细胞工作的核心,DNA坏了,细胞基本也就完蛋了。

换句话说,所有的生物都得完蛋。

不是热死的,而是所有细胞同时死亡。

绝对速度非常重要。因为这关系到这个温度下的化学键能否保持的问题。速度足够大,生物大分子就会被破坏。而有的生物大分子,比如DNA,虽然小,但影响巨大,全部同时毁坏,会几乎立刻要了生物的命。


章彦博


有点意思,别较真,我们来不严谨地分析着玩一下。

分子动能Ek=0.5*mv^2=1.5kT。m我们当做氢原子的质量,3.32*10^-27kg,k取1.38*10^23J/K,T就是题主说的温度,取100000273K。

现在就剩v未知啦,算一下得到1116687.7米每秒。也就是极限速度可以达到1000公里每秒。当然,分子要互相碰撞的,互相一撞就不都是这个速度了,可能快一些可能慢一些。具体要看麦克斯韦-玻尔兹曼分布了。



我就不算这个了,因为本来就是脑洞问题。我们继续说会发生什么。

大概就是,你在这放个屁,几百公里公里以外也可以在一秒内探测到空气中的的这个屁。甚至有一定概率在地球的另一头也能测到。所有的分子大概都会这么乱跑,看起来就像是都在剧烈燃烧。

然后整个世界(我暂时理解为地球了)都是这样,呼啦啦全乱套了,爆炸是免不了的。

等下,题主说只维持千分之一秒,然而涉及到温度,也就是分子的动能,这里面没有强调时间的影响啊。也就是说,你把温度搞到那么高,不用维持,而是会一直保持这些能量。直到能量慢慢通过其他方式散出去。

而千亿分之一秒,粒子怕不了多远。按照题主的黑科技,这个温度只持续千亿分之一秒,然后瞬间降回之前的温度。那么我只能瞎猜一下,来画个图吧。


如上图,一开始地球是这样的。


上图是题主开始发功,瞬间升温。

下图是千亿分之一秒后,题主再次发功,瞬间降温。

温度这么高,分子动能增大,肯定都要乱跑了。而且有能量通过波的形式散发出来,大概就是会发光了。脑洞,意会。

好了,就回答到这里,不足之处还请指出。


蛋科夫斯基


有趣的问题,问题已经假设温度上升至上亿摄氏度了,并且维持一毫秒,因而不必考虑物质温度能否能否变到千亿分子一秒。

核聚变需要高温高压,比如太阳内部就有达1500万度的高温,这么高的温度就是让聚变材料原子如氘原子将核外电子“甩开”,光秃秃的原子核去和另一个光秃秃的氚核“幽会”去,这个幽会必须速度极快,这样才能紧紧地碰撞在一起,完成生命的大和谐,放出巨大能量。

地球上就没那么高压力了,压力不高,温度来补因此聚变温度要求更高,要求达上亿度,一个个的氢弹必须要用原子弹来点火。

如果地球温度已经达上亿度,氢弹就可以摆脱原子弹这个点火装置了,温度到了随时爆,1400万到1亿度的绝对温度,正是实现自持聚变反应的条件。因此你就会看到地球上五大常任理事国美、俄、英、中、法核武器库噼里啪啦爆个不停,美国和俄罗斯再也不需要比核武器谁家多了。

其实温度变化是缓慢的,毕竟温度高了,物质内部粒子的无规则运动就会加强,来回碰撞也会加剧,因而不可能上升的太快,所以核电站压力容器中控制温度比控制压力要容易。

以上回答纯开脑洞!


五月21号


个人观点:说一下本人之前被热油烫伤的一次经历吧。本人的第一篇头条文章讲的就是这个,在这里就着题主的问题再重温一下。

那天特别热,我光着膀子在厨房炸肉吃,肉炸完了,剩一大锅油,看旁边有一袋子鸡蛋,于是把两个完整的鸡蛋放在油锅里,心想着这样鸡蛋熟的快一点吧。然后,爆了,蛋爆了,鸡蛋爆了。你能想象我光膀子站在油锅旁边,热油噼里啪啦炸的满天飞的情形么?

热油溅的我一膀子,讲真,那一瞬间一点疼感都没。但是,我立马就用手把身上胡噜个遍,为的是把热油胡噜光。

然后,不出一分钟,那酸爽,那大泡,那疼,呼的就全来了。

再结合题主提出的问题,一亿摄氏度,无论出现时间有多短,我认为,地球除了地球,啥都不剩了。


凌云狂帅


一亿℃是一个可怕的数字,任何物体都会在这样的情况下发生聚变!(包括:生物、大气、地壳等)

而千亿分之一秒≈亿分之一毫秒≈十万分之一微秒≈1‰微毫秒≈1微微秒。(也就是时间上的最小单位)

在这样可怕的温度下,以及在这样短的时间内发生这样的波动。(相当于1微微秒内,温度±1亿℃波动)――这是相当于发生了核聚变乃至更可怕的聚变反应。

你想想,世间万物皆有物质所组成,物质由原子组成,原子又由电子和质子组成。――一旦受到比核聚变还要强得多的能量冲击时,电子和质子将会分离。届时,电子将成为电离子(自由电子)。

而当物质变为电离子和质子时,也就不存在原子;没有原子,就无法形成物质;没有物质,也就没有了一切!

所以,当地球发生一亿℃灾难性环境时,哪怕只持续千亿分之一秒,都将导致生物大灭绝!――甚至还会出现以下一个或多个现象:①地壳融化、海洋蒸发、大气消失;②全球火山大爆发、大地震、极端恶虐天气;③通讯中断、电力中断、文明停滞……等。(由最严重到较严重)


圣之子


后果比较严重,虽然不至于将地球分裂,但所有的生物都会灭绝,即便是千亿分之一秒

下面就简单的讨论一下:

题主提到了一亿摄氏度,我的第一反应就是

托卡马克装置,这是用来进行可控核聚变的装置。


因为地球的引力关系,我们无法在太阳那种“低温”环境下产生核子聚变,因此只能提高温度。记录显示,这个装置内部曾经产生过5.1亿摄氏度的高温。当然了其内部高温物体早已成为等离子态了。

再回到一亿摄氏度上来,方便讨论,我们需要将其转为电子伏特。

由温度和玻尔兹曼常数,我们就能得到相应的电子伏特。换算下来,一亿摄氏度约为8.6K电子伏特左右。

而这等能量级别已经可以使得部分原子发生电离反应,而电离的结果很明显:动植物将会直接死亡注意一点虽然这里只有千亿分之一秒(10^-11秒),但是对于电磁作用来说,已经足够变为自由电子了。

所以说,经历过着一短暂的高温,地球上的系统经历了一次重新塑造等待着时间的流逝,再次出现生命。

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普


那些算各种公式的应该是书呆子吧?

爆炸也好,高温也好,哪怕激光武器或者硫酸,你们注意力全在这一亿摄氏度上…

千亿分之一秒是什么概念,比一瞬间还一瞬间,打火机燎一下手你会疼吗?你拿再烫的东西,在千亿分之一秒之内触碰一下,你会爆炸?就好比岩浆,你在里头轻功水上漂,如果速度极限快,想象一下你也不可能被点燃吧?

你讲分子原子那些,那么短的时间,就好比一个屁还没等放就憋回去了,就好比你拿打火机点鞭炮,火焰和引信之间只接触一瞬间,这一瞬间还是千亿分之一秒,能点着吗?你别忘了这一亿度还是戛然而止,没有时间的话,能量能传播吗?且温度不同于爆炸,真给你扔岩浆里立马捞出来如果有烫伤,也是因为身上残留的岩浆带来的热量,但是设想成捞出来之后立马清理掉岩浆呢?和打火机燎一下手有什么区别?


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