地球可以承受极端高温吗(10亿摄氏度能在地球上存在吗)

在《地球与行星科学通讯》杂志上,曾经有一国际研究小组,发表出地球表面出现的最高温度记录是2370度,而时间是3800万年以前。地球上的火山熔浆喷发,最高也只能达到1400度。

那么,如果人类去探寻温度的极限,10亿摄氏度能在地球上存在吗?如果这样的温度在地球上存在,会对地球产生什么样的影响,在10亿摄氏度的环境中,生物存活的几率有多大?

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地球能容纳10亿摄氏度的高温吗?

在夏季,地球公转到达近日点的时候,地球上的平均气温可以到达三四十度,在极端环境中,还会出现更高的温度。而太阳的表面温度只有6000摄氏度,它的最高温度在日冕层,最大温度值也只能达到100万摄氏度

太阳跨越1亿4千7百万千米,才将温度传到地球,虽然地球地核的温度是在4000-6800℃,但地球并不能产热,所以10亿摄氏度这样的温度数值,在自地球环境中,几乎不可能存在。

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地球的自然环境中,不可能会产生10亿摄氏度的高温,如果运用物理化学原理,这样的高温在地球上产生。科学人员研制出来的氢弹,在爆炸时,中心温度能够达到2亿度以上,而如果用金离子对撞,产生的温度高达4万亿摄氏度,其温度远超10亿摄氏度。

在地球上,以现在的技术去制造10亿摄氏度的高温,利用质子去轰击原子核可以制造出来,但是其10亿摄氏度的高温只是一瞬间,无法长时间去维持这个温度。

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质子轰炸原子核,两者相撞,威力不言而喻。爆炸产生的10亿摄氏度高温瞬间就能摧毁一切,质子与原子核释放出来的辐射能量也能让遍地寸草不生。再试想一下,如果地球保持10摄氏度的恒温,地球又会是什么样的景象呢!

太阳表面最高温也就6000摄氏度,可在太阳附近,除了宇宙中尘埃与黑洞中的风,太阳上不仅寸草不生,还看不到任何生物的痕迹。

10亿摄氏度是太阳表面温度的几十万倍,如果将这个温度放在太阳的位置,穿过宇宙到达地球,也是地球无法承受的温度。虽然已层层递减了温度,可到达地球的温度也可高达几百度上千度,而这样的温度,直接可以将地球烤焦。

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地球经历过五次生物大灭绝,而在这五次灭绝事件中,第二次与第三次生物大灭绝,火山岩浆爆发造成的伤害最为致命。火山喷发出来的高温气体,在高空中侵袭,空中的生物坠落在地面,被岩浆卷席,尸骨无存;大量熔浆灌入海水中,让海水开始沸腾,水中的生物也被烫熟了。而火山喷发带来的温度,再高也达不到10亿摄氏度。所以,如果地球温度达到了10亿摄氏度,这颗星球的生物早已覆灭。

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当然地球如果是个没有生命体征的星球,10亿摄氏度的高温,能成为地球的特征之一,可此后无人再敢迈进这个星球。

不过10亿摄氏度看起来已经是一个温度极限了,但在广阔的宇宙中,这个温度也排不上名次。那么,宇宙的温度极限是多少,如何探测出来的?

宇宙中的高温

摄氏度是我国的温度计算单位,而K则是热力学中的国际温度单位,就单位大小而言,1摄氏度换算成国际温度是1K。国际上计算宇宙中的温度,也是用K做单位。

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几百摄氏度在人类的眼中都是高温,而面对宇宙的温度极限,用人的肉身与制造的机械,都是无法探测的。所以,关于宇宙的最高温度,是通过推测计算出来的。

其最高温度,是早期宇宙形成时大爆炸产生的。在宇宙爆炸后的第一个普朗克时间内,产生的温度值到达了10^32K。而在宇宙大爆炸之后,宇宙的温度逐渐下降,即使有新的爆炸产生,新的星球出现,宇宙中再也没有比这个更高的温度了。所以,10^32K就是宇宙的温度极限,

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在宇宙的演变学说中,宇宙诞生之前,只是一个奇点,奇点中蕴含着各种各样的物质,最终在高压的环境中,物质遭受挤压,引发了爆炸。奇点的物质与能量被释放出来,也就造就了最高温。如果宇宙之外,还有其他奇点,其蕴含的物质与能量比宇宙爆发前还多,可能爆炸时产生的温度会比宇宙大爆炸时高。

而宇宙中的其他星球爆炸与形成,其温度都无法超越宇宙大爆炸的温度,其实也可以理解。在宇宙中,每一个天体都显得微不足道,虽然有些天体能够通过天体活动,制造出极端高温,可这些天体活动时,它们积累的物质和能量,都来源于宇宙。

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宇宙容纳的物质与能量比单一的天体多,所以爆炸产生的威力自然更强,在能量的堆积下,产生的温度自然也无法超越。

在天体活动中,虽然中子星是在超新星爆发后形成的,但是中子星碰撞后爆发的高温,比一颗超新星诞生时产生的温度还高。超新星爆发的时候,温度最高也只能达到1500亿摄氏度,而中子星碰撞,产生的温度是其爆炸的两倍,温度能够到达3000亿摄氏度。

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当然,有的天体,从诞生到星球稳定下来,它本身的温度就非常高。如现在探测到的最大质量恒星r136a1,它的中心最高温,大约在20亿摄氏度。如果这颗恒星能够摆脱最终变为“褐矮星”和“巨行星”的命运,在宇宙引力作用下继续收缩,最后发生超新星爆炸,其爆炸产生的高温,也可以到达100亿摄氏度。

最后,二师姐认为,宇宙中的温度极限就是宇宙大爆炸发生的那一刻的温度,但是在宇宙之外,也一定有更高的温度极限。而在宇宙这个环境中,每一颗星球都有自己的特色。虽然有的星球高温特点值得人一看,但是对于人类来说,极高温也代表着毁灭,10亿摄氏度的高温环境不是人类能够承受的,温度适宜就行。

参考文献:

1.宇宙早期演化中温度与年龄的关系.杨建庭.中学物理教学参考.2004-10-21

2.宇宙温度:从最冷到最热.大科技(科学之谜).2015-04-05

3.超亮超新星能源机制的研究.刘良端.南京大学.2019-05-23

作者:斯薇 校稿编辑:未央

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