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?
一亿摄氏度,估计我们很难想象到是什么概念,到底有多热。也很难想象千亿分之一秒到底有多短。
但一亿度和千亿分之一秒这两个数据并不是最重要的,其实问题本身可以表达为:如果极高的温度维持极短的时间,会不会有什么影响?
个人认为,不会对我们日常生活造成什么影响,甚至我们根本感觉不到。因为在时间极短的情况下,温度不会对环境有影响,当然要时间非常非常短。
任何抛开时间层面去谈论事件结果的都没有多大意义,一亿摄氏度的温度看起来确实很吓人,但在极短时间面前,就不那么吓人了。
温度的本质其实就是微观粒子的运动快慢,一亿度的环境下,微观粒子的运动速度确实很快,但再快也不可能达到光速。及时按照光速计算,千亿分之一秒时间里,微观粒子的运动也几乎可以忽略不计。
还有一种效应叫做"莱顿弗罗斯特效应",这种效应表明,即使温度很高,但只要时间足够短,人体很难受到伤害,甚至感觉不到温度的变化!
当然,问题这种假设并不具备现实意义,只能纯粹的想象,毕竟条件太苛刻了!
电死人的是电流,不是电压,几万伏静电人摸着没事。同理,烫死人的是热量,不是温度,一亿度千亿分之一秒的停留,只会产生微不足道的热量。没有事的啦!
最难熬的就是那千亿分之一秒,熬过去了一切照旧。熬不过去,回头有人会找你好好谈谈,放心,打不死你。
啥事都没变化。
1克水 的温度升高1°C 时所吸的热量是 4.186焦耳(J),1瓦特=1焦耳*1秒。1亿度维持千亿分之一秒,一克水释放的能量是千分之4焦耳,等价于常温下人体突然升温千分之一度。
完全不会有任何影响。
人受不受伤主要取决于你接触的时间以及你皮肤的热导率,我们可以粗略算一下:干皮组织导热系数 0.18 W/(m·k)占人体组织30%)水组织导热系数 0.54 W/(m·k) (占人体组织70%)所以人体组织导热系数 平均约0.18*30%+ 0.54*70%=0.432 W/(m·k)大致粗算人体的热导率为0.432,由热导率公式k = (Q/t) *L/(A*T)得:热量Q=(k*t*A*T)/L,各个字母的意义我就不具体细说了。由问题知T(温度差)约为1亿,t为千亿分之一,k为0.432。A指的面积,我们就按人体面积来算,根据许文生氏公式:体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529,假设一个人体重60kg,身高170cm,则表面积为1.6521m²。L在这里指的就是皮肤的厚度(具体为什么请大家自行百度理解),假设皮肤的厚度为1mm(0.001m)。所以得出在这个情况下人吸收的热量约为:(0.432*1亿*1.6521)/(0.001*1000亿)=0.7137072(J)所以在理想状态下人体吸收的热量还不到1焦耳,1焦耳什么概念,1g大米有大约3.46卡热量,而1卡约等于4.184焦耳, 也就是说1g大米就有将近14.5焦耳的热量,而一粒米差不多只有0.1g,所以你人体吸收的热量只相当于你吃了半粒米。
身体内也发生的,分子级的就是毁灭性的;身体外发生的包括空气就是无关痛痒的。
空口无凭,上计算结果,见下图,如果这个温度是施加在身体上每个分子上的,当水分子达到1亿摄氏度时平均速率为34.3万米/秒,千亿分之一秒可移动3.43×10^-6米,分子间距一般是10^-10米级别的,所以这个时间足够把分子破坏,足够使有机质彻底破坏了,所以是毁灭性的。
如果这个温度是施加在身体以外空气上的,这个时间高热量分子连皮质层都穿不透,对人几乎无害。
如果世界温度骤增到一亿度,维持千亿分之一秒,会发生什么?
温度是我们感知这个世界的重要参数,无论是冷了还是热了都会觉得不舒服,从十七世纪开始,人类对温度的认识从热质说进步到了微观粒子运动论,温度越高意味着粒子运动速度的也越高,那么世界突然上升一亿摄氏度保留千亿分之一秒,全世界会怎样?有人认为时间太短,无需在意,也有人认为会毁灭世界,到底哪个才是正确的?
最低温度和最高温度各是多少?一亿摄氏度是什么概念?
绝对零度是我们这个宇宙最低的温度,概念也很简单,就是微观粒子完全停止不动时的系统所表现出来的温度,但从理论上来看这仅仅是一个可计算温度,因为我们无法通过有限的循环达到最低温度,即使如激光制冷(多普勒效应让原子停止震动),也只能无限接近绝对零度,因为真正的绝对零度是无法达到的!
最高温度就是粒子达到最高运动速度时的温度,本宇宙只有一次达到过最高温度,那就是宇宙大爆炸前的奇点,整个宇宙都被压缩到了无限小的一点,粒子运动速度达到了光速,这就是普朗克温度,这同样是一个人类无法企及的温度,但它可以通过公式计算出来!
一亿摄氏度是多高温度呢?
地球内核大概能达到5000-6000摄氏度,太阳内核能达到1500万度!而质量比较大的白矮星初期形成时内核温度大约就在一亿摄氏度左右,中子星内核温度可能超过60亿摄氏度,实在有些超出我们的想象!所以一亿摄氏度大概就是大质量白矮星内核的温度!
达到一亿摄氏度保留千亿分之一秒,世界会毁灭吗?
很多朋友会认为啥事都没有,基于如下理由:温度也就是微观粒子运动的宏观表现,一亿摄氏度下粒子的运动速度达到了极高的水平,但在千亿分之一秒内粒子的移动距离几乎可以忽略不计,所以让世界瞬间达到一亿摄氏度,并且保持千亿分之一秒,世界并不会有任何事情!
但种花家给出的答案是,如此这般操作后,世界必定毁灭,而且未来就没法称为世界了,也许称为冥界更合适!因为要让整个世界达到一亿度,无论是保持多久,必须要输入难以想象的能量,世界会遍历从室温到99999999摄氏度的任何一点,尽管很快,那是因为输入能量极高,使得升温过程也极快!
根据能量守恒定律,当输入能量撤销后,整个就变成了一个没有能量输入体系,它会慢慢散发热量,这个温度下几乎可以低频电磁波开始到红外,再到可见光、紫外、极紫外,X射线甚至部分伽马射线的全波段辐射,所以无论保持多久,当决定实施这个思想实验之后,世界就已经毁灭了!
量子世界的不确定性原理
爱因斯坦和普朗克打开量子世界的大门,将随机性和破坏因果律的量子物理释放到了人间!从此经典力学和量子力学展开了长达数十年的口水战,一直到爱因斯坦去世这个"战争"还在持续!但我们知道,自从人类进入科学时代以来,还没有一个学科能如此彻底的改变人类的认知、和人类生活如此密切相关的,所以无论我们是否承认量子力学,它已经在我们中间落地生根了!
量子力学中有一个非常有趣的海森堡不确定性原理,说的是电子的位置和速度不可能同时获知,这个在物理学中叫做共轭物理量,物理学中这样的概念有很多,其中时间和能量也是,简单的说根据这个不确定性原理,即使在真空中也有无时不刻起伏的能量泡沫,因为在时间非常确定一刹那,真空中也会有巨大的能量起伏,但它将在我们发现以前又神秘消失,使得在整体上保持了能量守恒!
宇宙诞生于一次能量泡沫事件?
上世纪六十年代末,出现了一种有趣的理论,该理论认为引力是能量的负数,量子效应使得真空中巨大起伏的能量事件中能量转换成了质量,它们之间又彼此形成了引力场,因为这符合能量守恒,这些质量就在空无一物的真空中产生了!
暴涨理论的提出者MIT科学家阿兰古斯就认为。量子效应使得一小块时空突然从根本没有时空中产生,然后因为各种力的作用,它突然指数级地膨胀起来,在瞬间扩大到整个宇宙的尺度,我们的宇宙就这样诞生了!
设定的是地球之外的温度
物体加温也要时间的,你这个千亿分之一秒的时间短到都不知道怎么去形容了,基本可以忽略了,对于体积比较大的物种可能不会带来什么伤害。
温度也需要传导的,传导就需要时间。像如果在一个建筑内,或是在水里,或是在掩体时,就算是空气,加温都要时间,虽然说一亿摄氏度可以让所有东西都变成灰(可能连灰都没有)但出现的时间实在是太短了,千亿分之一秒是什么概念,我心里是想不出来,不知道怎么去形容这么短暂的时间!温度可能还没开始传导就消失了吧!设定的是包括地球所有物种和物体温度都达到一亿摄氏度
如果连地球温度都达到一亿摄氏度,那么在这么高温下,地球是不存在的了,因为你让每个物体都达到了这个温度,什么东西都不存在了。
温度升到一亿摄氏度以上,物体都会变成等离子了,真的会是连灰都看不到的!变成等离子后都会在宇宙游荡了!
这是一个不可能的事情。
宇宙的温度和时间是相关的。突然干到一亿度时间就不再是你题目里的那个时间了。
随意天马行空假设推导下
速度越快时间越慢,温度本质描述的是分子运动的平均速度。那干到一亿度分子的时间尺度应该比你题目规定的千亿分之一秒要短的多。具体短多少不知道,上一次宇宙这个温度实在大爆炸10秒后左右。鉴于这个温度尺度这么难得。大概时间的缩短比例也不低。
那问题的后遗症就出来了,你是先升高一亿度之后计算千亿分之一秒。那换算成现在的时间可不是千亿分之一秒了。远远比这个时间要长。
在这个温度下,所有电子会被电离。基于分子作用力的复杂分子结构全部玩儿完。这个作用力的时间比千亿分之一秒要短的多。所以千亿分之一秒的时间足够破坏这个作用力。前边得到了时间其实变慢了。那实际电离之后电子自由运动的距离要比现在时间尺度的千亿分之一秒要长的多。这就会造成冷却后分子结构无法重组恢复到升温前。会重新变成元素单质。比如你家的食盐变成氯气和钠单质。
人类随着氢气氧气的上升,一堆各种元素单质掉落在地面。
我草…难道夸父就是遇到的这个问题?
一个完全违背物理规则的假设毫无意义!不过毫无疑问的是:只要温度确实上升到一亿度,一切肯定都离子化了,全宇宙都呈离子状态的同质化前提下,意味着世界回到了宇宙大爆炸后几秒的初始状态。