03.05 4萬億攝氏度是什麼概念?

五月的田野


人體正常體溫大約37℃

普通打火機的外焰溫度大約600℃

家用天然氣火焰溫度大約1500℃

金屬中熔點最高的鎢熔點3410℃

人類已知熔點最高的物質鈦合金熔點4215℃

地核內部最高溫度6800℃

太陽中心溫度2000萬℃

氫彈爆炸的瞬間溫度超過1億攝氏度,持續時間極短

人類創造過能夠持續的最高溫度5.1億攝氏度,1994年在美國創造的核聚變溫度

2010年,科學家通過金屬離子對撞生成了夸克-膠子湯,人類創造了最高的瞬時溫度約為4萬億攝氏度,通過紅外輻射記錄下的最高溫度,不過只持續了10的負15次方秒數量級的時間。在這個溫度下物質將難以凝聚在一起,原子間和原子內部的電磁力和相互作用力都會消失,物質只能以夸克的狀態存在。

而理論上宇宙最高的溫度是普朗克溫度,也就是宇宙大爆炸瞬間所產生的最高溫度,數值上是1.4168×10的32次方溫度,也就是1.4億億億億攝氏度。這種溫度已經無法用語言來形容了,只能用數值體現了。


科學薛定諤的貓


四萬億攝氏度會非常可怕。

我們都知道,物質會不斷的向外輻射熱能。這個功率與溫度有關,比如說人體,單純的熱輻射功率,大約有500瓦。這個數字看起來很大,但因為環境也會向我們輻射,所以我們實際的散熱功率會遠低於此。

回過頭來看四萬億攝氏度的物體。假設我們有一個乒乓球大小的四萬億攝氏度的物體,它的輻射功率有多大呢?

有1.36x10^40瓦!

這是什麼概念呢?你如果站在它面前,距離一米,只需要10^-32秒就會沸騰、烤熟!

那需要站多遠才比較安全呢?就按承受功率500瓦來計算,我們要想不被它烤熟,需要距離多遠呢?

答案非常驚人:需要有地球到太陽距離的一百萬倍!

也就是155光年!

所以如果想要在地球上製造這麼高溫的東西……你可得想好了,就算是乒乓球的大小,也足夠把整個地球烤熟。


章彥博


首選,簡單來了解一下什麼是溫度。在日常生活中,我們通常用溫度的高低來表示物體的冷熱程度。那麼,物體為什麼會表現出有冷有熱的感覺呢?物體的溫度是哪裡來的呢?這就要追到組成物體的微觀粒子,這些粒子始終處於熱運動之中不會停下來,它們的熱運動劇烈程度決定了物體的溫度高低。因此,粒子的平均動能越大的物體,其溫度就越高,反之亦然。

回到問題中來,4萬億攝氏度(以下簡稱度)是什麼概念?我們可以用不同物體的溫度來做個比較。理論最低溫度為絕對零度,其大小為−273.15度;宇宙的平均溫度為-270.45度;水在標準大氣壓下的冰點為0度;人體感到舒適的溫度大約為23度;水在標準大氣壓下的沸點為100度;金星表面的平均溫度為460度;鐵水的溫度為1500度;白熾燈的溫度為2200度;太陽表面和地球核心的溫度為5500度;閃電的溫度為2.8萬度;典型中子星的表面溫度為60萬度;太陽核心的溫度為1570萬度;當大質量恆星耗盡核燃料後,在引力坍縮的作用下將會發生超新星爆發,其核心溫度能夠急劇升高至1000億度;雙中子星碰撞時產生的溫度高達3500億度;相對論重離子對撞機把兩束高速運動的金離子撞擊在一起,產生的溫度可達1萬億度;目前人類得到的最高溫度由大型強子對撞機產生,利用高速運動的質子和原子核之間的碰撞,產生的溫度高達10萬億度,已經超過了4萬億度。

不過,這還不是溫度的盡頭。隨著粒子的運動速度趨近於光速,溫度也將趨於理論最高值——普朗克溫度,其大小為1.42億億億億度。當溫度趨於這個數值時,引力將會變得與另外三種基本自然力一樣強,並且四種基本自然力將會統一成一種力,這正是在宇宙大爆炸後1普朗克時間所出現的場景。


火星一號


4萬億攝氏度是什麼概念?

基本上這些對於我們“正常人”只是一個數字概念,而對於科學工作者卻有著非同凡響的意義,2010年紐約長島的重離子對撞機將兩束接近光速的金離子對撞,產生了有史以來人類製造過的最高的溫度:4萬億攝氏度!

位於美國紐約長島的布魯柯國家實驗室相對論RHIC對撞機,在2010年創造了這個記錄,使用的是兩束金離子

金離子對撞的科學參數,左圖是RHIC的200GeV/c的金-金碰撞Φ-介子的橢圓流和K-介子、Λ-重子的橢圓流的比較,當然我們在本文中並不關心這些數據,而是其能達到的最高溫度!在同一個對撞機裡,在2012年的時候達到了5.5萬億攝氏度.....

我們一般焊接操作的氧乙炔火焰能達到的溫度大概是3000度左右,電焊的電弧中心可能會更高一些,約6000度以上,與太陽表面溫度差不多.....

太陽的內核溫度約為1500萬度,中心壓力超過3000億個大氣壓,因此在這個“低溫”下可以聚變!

中子星的溫度為60億度以上

超新星爆發時核心超過100億度

宇宙大爆炸後第一個普朗克時間,溫度為1.4×10^32度

普朗克時間為最小的時間單位,沒有比這個再小的時間單位!

溫度只是微觀粒子熱運動的宏觀表現,4萬億攝氏度下,將不再存在元素的概念,電磁力和弱相互作用已經不再,這時候夸克穩定存在,自由質子和中子能穩定存在,但這些粒子間的運動接近光速!我們難以想象這是一種何等的存在........


星辰大海路上的種花家


4萬億攝氏度是什麼概念?咱們先來對比一下。

一:這個季節裡,春暖花開,白天溫度大概20攝氏度左右,人體感覺舒適。夏季時就算溫度為37攝氏度吧,這時不開空調人已經無法忍受了。超過50攝氏度人大概就無法生存了。

二:在標準大氣壓下,沸水的溫度是100℃,做飯時可以感覺到,濺到手上很燙的。

炒菜時的食用油,沸騰時它的溫度可以高達200℃以上,濺到手上一下就是一個水泡。

三:金屬錫,柔軟,易彎曲,當溫度達到232℃時就足以熔化了。

四:金屬鐵,600度的時候鐵是呈暗紅色;800度的時候鐵是呈橙紅色;900度以上的時候鐵是呈橙黃色至亮黃色。繼續升溫到1560攝氏度時,金屬鐵呈液態。

五:已知熔點最高的物質“鉿合金”,熔點熔點也不過4200℃左右,距離4萬億還差的遠。

六:太陽溫度,表面溫度:約5500攝氏度,這個溫度已經可以融化地球上的一切物質了,其中心溫度更是高達5000萬攝氏度,在這樣的溫度下,一切物質只能以氣態存在。但是這個溫度依然與4萬億差的很遠。

七:天體超新星爆發核心的溫度為20億攝氏度,4萬億攝氏度熱到什麼程度呢?在那樣的溫度下足以熔化質子和中子,質子和中子由更小的夸克和膠子構成。這兩種粒子的預期熔化溫度為2萬億攝氏度。4萬億攝氏度高溫度下,所有物質都將分解為“湯”,就像宇宙經由大爆炸形成後最初百萬分之一秒所處的情形。


萌萌最萌


4萬億攝氏度是什麼概念,我在腦海裡想象了一下,都感覺要發燒了……😂

題主會提出這個問題,或許是因為在哪裡看到與“4萬億攝氏度”相關的新聞:一個國際科研小組,為了研究宇宙起源,在實驗室環境裡用重離子對撞機模擬宇宙大爆炸,創造出了4萬億攝氏度的超高溫度記錄。超出太陽中心溫度的25萬倍!

溫度通俗來講是指物體冷熱程度的物理量,但本質上是物質運動的劇烈程度。物質運動趨於靜止,溫度接近絕對零度,物質運動越劇烈,溫度越高。而影響物質運動劇烈程度的主要因素則有:壓力、速度、密度。溫度數值與這幾個物理量成正比。

我們目前已知速度極限是光速,壓力極限還沒有具體數值(也許有,我孤陋寡聞不知道),密度最高的天體是中子星,但理論上比中子星密度還要高的是黑洞(由於黑洞還不能直接觀測到)。那麼理論上能產生最高溫度的宇宙現象應該是兩個黑洞以光速對撞。

至於宇宙大爆炸所能達到的溫度,我始終認為那只是數據推導。 好吧,其實我只是來湊熱鬧的,專業回答請看其他大神的。(❁´ω`❁)


姝子


四萬億度,對普通人來說,沒有什麼意義。不過,對於物理學家來說,會感覺很有意思。人類實驗室目前只能製造幾億度的高溫,而且只能延續幾個飛秒(1個飛秒為1000萬億分之一秒)。 4萬億度,地球上是做不出來的。恆星也不是不行的,恆星最高的溫度,不能超過太陽溫度的10倍。如果溫度過高,恆星是不能形成的。達到4萬億度,由於粒子振動的太過於激烈,以至於元素都不能形成,核反應也自然不會發生,只有電子、質子等基本粒子可以維持。

這樣的場景,已經比“地獄”更加殘酷幾千幾萬倍,恐怕“地獄”都會被這樣的極端高溫所摧毀。也只有在宇宙剛剛誕生之後不久,才可能達到這樣的高溫。只要知道今天熱輻射的溫度,就可以反推宇宙剛剛誕生不久的溫度是多少。計算得知,宇宙在誕生之後第一秒,溫度是100億度,而4萬億度,必須是在宇宙誕生之後的0.0001秒才能發生。4萬億度還不是最高的溫度,普朗克溫度才是理論上最高的。宇宙誕生之後的第一個瞬間溫度,就是普朗克溫度,沒有其他溫度值可以高過它。在此時,所有的基本力都被統一,也沒有物質存在。


懷疑探索者


答:4萬億度時,只有質子、中子、光中微子和電子等,非常基本的粒子能穩定存在。


宇宙大爆炸模型中,有個暴漲理論,該理論描述:

1、在宇宙大爆炸後10^-12秒,溫度為1000萬億度;

2、在宇宙大爆炸後0.01秒,溫度為1000億度;



4萬億度在這兩個時間點之間。


除宇宙大爆炸外,人類也能在極短時間內,產生超過4萬億度的溫度:

1、太陽內部溫度1500萬度;

2、紅巨星內核溫度可達1億度;

3、氫彈爆炸時的瞬間溫度,數億度;



4、中子星內核溫度極限為60億度;

5、大型恆星的超新星爆炸,內核溫度可達100億度;

6、人類創造過的最高溫度,2001年4萬億度;2012年提高到了5.5萬億度,持續時間數飛秒;

7、宇宙大爆炸後第一個普朗克時間,溫度1.4*10^32度,即是1.4億億億億度;


根據量子力學的觀點,當溫度高於30億度時,中子和質子可以逃脫核力束縛,變得不穩定。



4萬億度時,普通物質將不再存在,電磁力和弱相互作用已經分離,夸克這時候能穩定存在,自由質子和中子能穩定,它們都以接近光速進行運動,碰撞十分劇烈。



不過話說回來,溫度是微觀粒子熱運動的宏觀統計現象,如果處於4萬億度的粒子數少,持續時間短,那麼這麼高的溫度也無法用於實際(比如聚變點火,裂變點火等等)。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


只能說,4萬億度(甚至更高)是一個我們無法直接感受理解的問題,不要說4萬億度了,就是4萬度的溫度環境我們也很難想想象到,現實中也很難出現!

溫度是衡量物體冷熱程度的度量,具體指物體內部微觀粒子運動劇烈程度的高低,運動越劇烈,溫度就越高!

當然,肯定有人會問4萬億度的數字是怎麼來的?當然不是溫度計去測量的,人類擁有的是智慧,而且科學史上大部分的發現也不需要親眼看到親自做到才可以,可以通過間接的觀察根據現有理論計算得出!

比如說太陽表面溫度5800攝氏度,核心溫度1500萬度,這些數字是怎麼得出來的?科學家們拿著溫度計飛到太陽旁把溫度計插入太陽得出的?

有句話說的好:無知者無畏!而且無知者常常自以為是!對於自己不能理解的東西都說成是“胡思亂想”!

所以莫要糾結4萬億度到底是一個什麼概念,它只是一個通過數學計算得出來的數值!

現實中科學家們甚至能創造出比4萬億度更高的溫度,比如在大型粒子對撞機裡讓質子等微粒以接近光速相撞。有人肯定會問如此高的溫度為何沒有完成任何影響?

因為時間太短,只是一瞬間,而且物體本身又太小,只是微觀粒子,所以幾乎不會有任何影響!

那麼理論上有沒有最高的溫度上限存在呢?

確實存在,它就是普朗克溫度,可以認為是溫度的基礎上限,科學家們認為任何試圖推測比普朗克溫度更高的東西都毫無意義,同時它也是宇宙大爆炸後第一個瞬間溫度(也就是第一個普朗克時間的溫度)!

普朗克溫度究竟有多高,大約等於T=1.416833× 10的32次方K(K=273.15+°C)


宇宙探索


當我看到4萬億攝氏度這個名詞的時候,立刻就讓我聯想到了''人造小太陽'',即核裂變裝置――託卡馬克。


託卡馬克將成為人類最終的最清潔能源,核裂變產出的能量會讓人類取之不盡用之不竭,但是目前唯一不能讓其造福人類的問題就是,還沒能研發出能耐4萬億攝氏度高溫的材料將它束縛其中。

託卡馬克裝置的研究上,我國處於世界領先地位,是德國人幫助我們製造出了全世界最大且最耐高溫的磁鐵,我們利用磁懸浮技術讓託卡馬克裝置內部,與核裂變溫度保持一個隔離的空間,這樣溫度就能避免直接捱到託卡馬克的內壁。在將溫度升到一萬億攝氏度時,因為溫度實在太高,託卡馬克裝置的承受極限達到了1分鐘。雖然實驗依然失敗了,但是讓我們人類還是看到了其可行性的曙光。然而那還遙不可及的4萬億高溫,和一勞永逸的千年不動的耐溫穩定性,要求我們的科研人員今後要走的路還很長很長。
那麼我們來看看4萬億攝氏度是個什麼概念。太陽的表現溫度是6000攝氏度左右,核心溫度也才15000攝氏度左右,因為太陽的引力可以讓溫度無法逃離產生核裂變,而我們的託卡馬克裝置沒有中心引力,為了避免核裂變時溫度四散逃逸,才必須要有能耐4萬億攝氏度高溫逃逸的材料把它束縛起來,而這個溫度直接高達太陽溫度的27萬倍。

我們的國之重器――氫彈,爆炸時的中心溫度估計是人類創造的最高溫度,達到了一億攝氏度左右,但是那也只是4萬億攝氏度的四萬分之一,想想是不是太恐怖?


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