太空好冷 人類在太空中不穿太空衣會怎麼死?

2020-11-23 半島網官網

  我們常常在電影中看到,步出宇宙飛船的人類如果沒有任何防護服的保護,要麼被迅速凍僵、凍死,屍體稍遇微塵即碎成粉塵,要麼就因為太空中的各種射線輻射而身體迅速變得千瘡百孔,油盡燈枯。比如早前電影《銀河護衛隊》中那位養父勇度的死,想必很多人仍記憶猶新。

  太空中有輻射這一點不難理解,為何太空還會冷得死人呢?不是有許多恆星像太陽一樣都在熊熊燃燒著嗎?各種星星們不是都在高速運動著嗎?太空中那麼「熱鬧」,應該很熱才對吧?

  美國媒體近日刊登了《太陽那麼熱,為何太空那麼冷?》一文,作者吉迪恩·利奇菲爾德在文章中稱,太空並不是「冷」,而是因為太空並不是任何物體,它沒有「溫度」。如此說來,太空當然也並不會熱。  

太空是有溫度的

  嚴格意義上講,溫度衡量的是原子和分子的運動速度。一件物體有溫度,是因為構成它的原子和分子在加速運動,這個過程中產生了熱度。

  太空中的物體只要是由原子和分子構成的,例如行星、恆星、塵雲、宇宙飛船和航天員,都是有溫度的。而太空本身沒有溫度,是因為它並不是由原子和分子構成的——這個說法也不夠準確,即便是「空空如也」的太空中,其實也有原子存在,只是不太多。在遠離恆星和行星的宇宙空間中,有著非常稀薄的氣體,大約一茶匙空間中就會有一個原子。不過這個數值,與地球大氣層中每一茶匙空氣中有超過10的20次方個分子的數量值相比,幾乎可以等同於無。

  但太空中因為有這樣微量的原子——也可以說是有這種非常稀薄的氣體,所以也是有溫度的:大概是絕對零度以上3℃。「絕對零度」是目前已知的最冷溫度,它只存在於分子和原子完全停止運動時。

  因此,利奇菲爾德在文中說:若要學究式地適當表達問題,事實上「太空太冷」的說法應該這樣說:「太空中的氣體為何是冷的?」回答則是:「因為太空太大了。」  

太空衣要抗熱又抗冷

  太空真的太大了。兩顆恆星之間的距離動輒就得用「光年」來計算,比如一位太空人如果飄浮在太陽與離它最近的恆星比鄰星中間,那麼他距這兩顆恆星都約有2.1光年的距離。一個人能從一顆距其2.1光年的恆星那裡得到多少熱量呢?其實不多!經過一番計算,我們目前得到的數字是0.000000076瓦。

  你可能想說,離太陽近的地方應該會很熱,為何太陽「附近」的太空也是冷的?

  其實這要看這個「附近」的距離有多遠。

  我們首先要明白,熱傳遞主要有三種方式:熱傳導、對流和輻射。前面的兩種都需要介質,即固體和流體,而對流的介質是流體。在太空中,因為物質稀少,彼此之間的距離也足夠遠,熱傳遞基本上只靠輻射,即電磁波傳導的熱輻射。而太陽輻射主要就是通過電磁波與粒子流。

  如果一個人在地球表面,距離太陽僅1.5億公裡,即地球與太陽間的距離,那麼太陽的熱量可以通過熱輻射達到每平方米1368瓦。所以當我們在太陽下被陽光直射,只會感覺到暖暖的;如果一個人在月球上,當月球到達最近日點,月球表面溫度甚至可達到127℃;如果一個人乘宇宙飛船來到太空,在離太陽更近一些的地方,他就需要太空衣的保護了。

  說到這,就有一個很有趣的地方:太空衣除了保護身體不暴露在真空中被輻射汙染,還要保護不被太陽烤焦,同時也要保護太空人不會被凍僵。只是到底什麼時候可能會被烤焦,什麼時候可能被凍僵呢?

  這又回到了太空很「冷」的問題上。在太空中,一旦離開像太陽一樣的恆星的熱輻射範圍,人體本身就成了一個熱輻射源——人體熱量會立刻通過太空中的射線向外輻射,人體自然就會很快被凍僵甚至凍成冰塊。而在地球上,之所以我們就算走到沒有太陽直射的陰影處,身體依然能保留大部分熱量,那是因為我們周圍有空氣,大氣層中會存有大量的熱量,讓我們始終都處於一種「熱浴」中。  

連結:人類在太空中不穿太空衣會怎麼死?

  人類如果在太空中不穿太空衣,真實的結果可能比預想還要悲劇。海外資深科技媒體Businessinsider曾為此製作了一段視頻來闡述他們認為的觀點。

  1、真空的環境會首先將人類身體中的空氣「抽」出來。所以,如果肺部有空氣,肺部就會首先爆裂;

  2、身體中包括血管中的氧氣都會繼續膨脹,直到將身體膨脹到平時的2倍大。只不過由於皮膚極富彈性,人類的身體可能不會立刻爆炸;

  3、任何暴露在外、直接接觸太空稀薄空氣的身體部分中的水分都會被蒸發。舌頭和皮膚表面會像被煮沸一樣,從起泡到破裂;

  4、因為肺部已經沒有任何空氣,血液將停止將氧氣輸送給大腦,人會在15秒內就處於昏迷狀態,90秒內就會因為窒息而死亡;

  5、因為太空中非常冷,人的身體會很快被凍成冰棍;

  6、一些暫時能應付得了太空環境的腸道微生物會開始從內到外地腐蝕人體,但這一過程不會持續太久。所以被凍成冰棍的人類身體的分解會非常非常緩慢,人會保持一個姿勢在太空中漫無目的地浮著,直到有一天,可能會被某些外星文明發現。(那拉)

   [編輯: 李敏娜]

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