科学|地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量?

地球上生物的能量来源于太阳辐射 , 植物光合作用把太阳能固定下来 , 而食草的生物通过吃草来获取能量 , 而食肉动物则通过吃食草动物来获取能量 , 这样就实现了太阳能从植物到动物的流动 。

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而太阳的辐射来自于太阳内核的核聚变反应产生的巨大能量 , 这也使得太阳的温度非常高 , 太阳内核的温度达到了1500万度 , 而表面温度达到了5500-6000度 。

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可以说太阳的温度是十分可怕的 , 那么问题就来了 , 地球上有没有什么物质可以直接拿去靠近太阳 , 而不会被太阳熔化的呢?或者在宇宙中存不存在拿到恒星表面而不会被熔化的物质呢?
地球熔点最高的物质
要拿到太阳附近而不被熔化 , 这就意味着这个物质可以抵抗住太阳表面5500-6000度的高温 。 地球上存在这样的物质吗?
答案显然是:不存在的 。 地球上的熔点最高的金属单质是:金属钨 。 它的熔点可以达到3410℃ , 这个温度远低于太阳表面5500~6000度的高温 。

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而地球上熔点最高的非金属单质是:石墨 。 它的熔点比金属钨还要高一些 , 可以达到3850±50℃ , 同样这个温度也远低于太阳表面的温度 。 因此 , 无论是金属钨还是石墨 , 拿到太阳附近 , 也会被太阳熔化 。

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那有没有比石墨熔点更高的物质呢?
我们可以在众多的化合物中去寻找 , 地球上熔点最高的物质是铪合金(Ta4HfC5) , 它的熔点温度达到了熔点高达4215℃ 。 这个温度要比石墨的熔点高一些 , 但依然是远低于太阳表面的温度 , 因此 , 即便是拿着地球熔点最高的铪合金靠近太阳 , 也避免不了被熔化的结果 。
那有人可能在琢磨:中国的科学家不是搞出了“人造小太阳” , 也就是可控核聚变反应的装置 。 要知道太阳内核也是可控核聚变反应 , 如果地球上的物质都会被熔化 , 那“人造太阳”这个装置是用什么材料做的?为什么可以承载可控核聚变 , 而不被熔化呢?

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可控核聚变反应装置
事实上 , 太阳内核的温度是1500万摄氏度 , 而中国科学家做的“人造小太阳”温度可以达到1亿度以上 , 并且前不久才实现了放电的功能 。 也就会说 , “人造太阳”的反应温度要远远高于太阳内核的温度 。 那“人造太阳”不会被熔化吗?
这其实和人造太阳的原理有关 。 当物质的温度达到一定的程度 , 构成物质的原子会因为环境温度过高而失去电子 。 这主要是因为电子获得了足够大的能量 , 摆脱原子核的束缚 。

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此时 , 物质不再是我们常见的三态(气态、固态、液态) , 而是等离子态 。 所谓等离子态就是带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态 , 太阳内部的物质状态就是等离子态 。

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而“人造小太阳”装置中参与反应的物质也是等离子态 , 这就意味着它们是带电的 。 根据电磁学理论 , 带电粒子在磁场中会因为洛伦兹力的作用而发生偏转 , 甚至是做圆周运动 。

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因此 , 我们只要对反应物加入一个磁场 , 就可以让反应物在一个环形轨道中运动 。 此时反应物就不会和装置材料接触 , 也就不会熔化装置 , 这样的装置也叫作托卡马克装置 。

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中国的“人造小太阳”利用的就是这个原理 , 采用的就是托卡马克装置来实现可控核聚变反应 。
除了利用磁场来束缚 。

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实际上科学家还想到了利用激光来束缚 , 目前也确实有科学家在做相关的实验 , 这也可以确保反应物和材料不会相互接触 , 这也被称为激光束缚 。

科学|地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量?
所以 , 可控核聚变反应装置并不是用太阳熔化不了的材料制作的 。
既然地球上并不存在太阳熔化不了的物质 , 那么宇宙中存在太阳熔化不了的物质吗?
宇宙的未知物质
我们要知道的是 , 宇宙和地球是一样的 , 我们都可以用一张元素周期表来描述构成宇宙中的物质 。 因此 , 宇宙中我们已知的物质都难逃过太阳的魔抓 。
不过 , 根据20世纪物理学和天文学的发展 , 科学家发现 , 宇宙中还存在着两种未知的物质 , 它们的存在影响着宇宙的演化 , 这两种物质就是:暗物质和暗能量 。 它们的占比达到了全宇宙物质总量的95% , 是宇宙的大多数 , 我们已知的反倒是少数 。

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按照目前的理论 , 暗物质应该是移动很慢的暗物质粒子构成的 , 它们遍布星系的周围 , 能提供维持星系稳定的强大引力 。 因此 , 暗物质应该是不会被太阳(恒星)熔化的 , 否则星系中恒星众多 , 暗物质都被熔化了 , 那星系早就崩溃了 。
其次 , 如果暗能量也会被太阳熔化 , 这就意味着恒星都会对它有影响 , 那暗能量应该是一直减少的才是 , 这和我们观测是不符的 。 因此 , 暗能量应该也不会被恒星所熔化 。
因此 , 暗物质和暗能量应该都是不会被恒星所熔化的 , 也就不会被太阳熔化的 。
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科学|地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量?

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