如果吃一小勺太阳会如何?

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期权匿名问答   2023-2-12 06:00   4484   5
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2#
期权匿名回答  16级独孤 | 2023-2-12 06:00:56 发帖IP地址来自 湖北
想不到两天之内竟然收到十多个邀请,难道真的要让我达成“吃遍宇宙”的成就吗?
闲话少说,书归正传。话说太阳这东西在宇宙中并不是什么稀罕物,普普通通的一颗G型主序星。但是,要吃一口原汁原味的太阳却并不容易。



图片来自
Sun - Wikipedia

和大多数天体一样,太阳也是分层的。从外到内依次是太阳大气、对流层、辐射层和内核。密度依次增加,温度也依次提高。最外层的太阳大气十分稀薄,“吃”这个词用在这里就有些勉强了。我们还是直接往深处挖, 去吃太阳的内核吧。这里的物质是高密度的氢和氦等离子体,密度是150克/立方厘米,是水的150倍,想必口感不错。
要拿到一小块太阳内核,首先要克服的困难就是高温。内核的温度高达1500万K,没有任何材料的勺子能承受这样的温度。事实上,人类能够制造出来的材料中,能够承受太阳表面温度(6000K)的都没有。其次,内核的高密度是依靠极高的压力维持的,即使你成功的舀出来一勺内核,它也会马上膨胀爆炸,变成普普通通的氢气和氦气。
所以,我们只能假设你有一个来自外星文明的黑科技传送门,能够在一瞬间把一小块太阳内核传送到你面前。然后就是怎么吃的问题了。太阳内核不需要任何烹调,只需要简单的口服。但是,这东西保鲜期很短。为了吃到新鲜的内核,你必须记住一个“快”字。
我们吃东西的很大一部分目的是为了获得能量。从这个角度上来看,太阳内核营养很丰富。我们来看看它包含了那些种类的营养成分。
太阳内核是太阳内部唯一进行核聚变的地方。在这里,氢通过一种质子-质子链反应的过程聚变成氦,同时以伽马射线的形式释放能量(见下图)。另外,内核中发生的碳氮氧循环也会释放出少量的伽马射线。


图片来自
wikipedia.org 的页面
伽马射线是电磁波谱中频率最高的部分,也许你觉得它超过了你的消化能力,说不定反而会让你吃不了兜着走,为了尝尝鲜把命搭上就犯不上了。其实你大可不必担心。太阳内核聚变产生的能量密度很低,每一个立方米的功率只有275瓦,和一个冷血的爬行动物新陈代谢产生的热量差不多。


假设你得到的太阳内核体积是1立方厘米,那么它释放辐射能量的功率只有0.275毫瓦。而且,在离开太阳高温高压的环境以后,核聚变会很快停止,完全不会对你造成任何伤害。
同时,你也许会考虑到它的高温(1500万K)会导致惊人的黑体辐射。假设这是一个边长1厘米的小立方体,根据斯特藩-玻尔兹曼定律,它的黑体能量辐射功率高达2.23 X 10^18瓦。按照这个数据,它能够在0.1秒之内释放出一个沙皇炸弹的能量。你同样不需要太担心这个问题。由于它体积太小,蕴含的能量不足以维持这么大功率的辐射,所以它的黑体辐射功率会随着温度迅速降下去。在电光火石之间,它就能降低到环境温度了。
我们再来看看这块太阳内核包含的其他营养(能量)。前面我们提到过,它的温度是1500万K,而你的体温只有300K。两者之间巨大的温差构成了一个低熵系统,所以这块内核会很欣然地把它的能量传给你。那么,这里你会得到多少能量呢?
假设这块物质是从太阳最中心取出来的,那么它包含33%的氢,65%的氦,还有少量其他重元素。这种高温高压的等离子体的热力学性质我不太清楚,不过把它当成理想气体来处理我估计在数量级上不会有太大差别。基于这样的假设,它在地球大气层中会迅速膨胀(爆炸),释放出大约1.4 X 10^10焦耳的能量,相当于3.3吨TNT。
这块太阳内核物质的质量只相当于你在食堂买的三两饭,但是它蕴含的能量却相当于几吨炸药,真是物超所值的营养美食。
“掌柜的,不好了,刚才那位客官被炸死了。”
“...... 不是告诉你太阳内核不能卖给地球人吗?赶快关门,先把桌椅擦干净再接着卖。”


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参考阅读:

  • 如果古代皇帝想尝尝月亮的味道,你是御厨你怎么大开脑洞? - Mandelbrot 的回答
  • 如果吃一小勺黑洞会怎么样? - Mandelbrot 的回答
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3#
期权匿名回答  16级独孤 | 2023-2-12 06:01:43 发帖IP地址来自 北京
一场秋雨之后,最值得期待的美食,正在这里萌发。深秋的清晨,天还没亮小明就来到了天边。他在等待一种特殊的食材——太阳。夏季的太阳太过爆裂,而冬季又太过冷清,唯有秋天的太阳,圆润又不失温暖,一勺子吃到嘴里,满满的都是核反应的芬芳。感觉一天的疲惫一扫而空,口腹之欲也得到了空前的满足,并且在不断的膨胀。秋天是收获的季节,中国人坚信,信守与时节的约定,就一定能在秋天收获丰厚的酬劳。
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谢谢大家!
评论有提到喜欢干货,实际上我对太阳的了解仅仅停留在高中地理的水平。
想问一下广大知友,如果在太阳核心中取出一小块,那它还具有发生核聚变的条件么?
4#
期权匿名回答  16级独孤 | 2023-2-12 06:02:36 发帖IP地址来自 北京
猪排骨、猪头肉、猪肘子都是猪肉,但口感还是是很不一样滴
所以嘛,同样地要尝尝一小勺太阳的味道,这要看你吃太阳的哪部分?
听说太阳有个结构叫日珥,这日珥吃起来是不是很像猪耳朵呢?
我是真佩服吃货们勇敢的心,以前有人想吃黑洞《uestion/41908991》,然后又有人想吃中子星《uestion/26707005》,现在果然我们的太阳也难逃其口。
来吧,各位食神,切开的太阳瓜就是这样子。(貌似很多人就是拿勺子吃西瓜的)



1.太阳表面的味道
太阳表面是太阳大气,以氢和氦为主,温度在5800开尔文,吃一小勺滚烫气体不会有啥大碍,只是太过清淡了,色香味一样不带。要想吃还是有难度的,你得有耐高温的材料做成的勺子,目前貌似还没有这种材料,或许通过电磁场能够引流一部分太阳大气尝尝。
2.核反应区的味道
核心主要是高密度的质子和氦核,150g每立方厘米的密度,额,这么重,吃一小勺会胃下垂、会便秘吗?
不用怕,我保证不会胃下垂的。15,000,000开尔文的温度会把一切都变为等离子体,你也不例外,瞬间气化而成仙。还有数以亿亿亿计的中微子、伽马射线、质子、氦核从各个方向来回穿透你的身体,不过也不用怕,秒死,额不,因该是微秒死,无痛感无疤痕。
我是出于拯救我们的太阳,才说了实话,看你们这帮吃货还敢不敢来尝鲜。
当然除了太阳表面、太阳的核反应区,我们勇敢的吃货们还可以尝尝太阳对流区和辐射区的味道。



最后再提个醒,你们都去吃太阳,考虑过天狗的感受了吗?
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期权匿名回答  16级独孤 | 2023-2-12 06:03:31 发帖IP地址来自 北京
无论你吃多少勺,吃完了能把勺子送我么。
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没想到深度潜水的我 无意间抖了一抖居然过百赞了,幸福来得真是太突然了,谢谢各位。

上日报了,难道有人要捧我。
1.5k了 我要上天了
2.4k占我知乎所有赞的 99.9%
6#
期权匿名回答  16级独孤 | 2023-2-12 06:04:03 发帖IP地址来自 北京
看吃的是表面物质还是核心物质。
太阳表面的密度比空气还低得多,所以根本吃不到。这点稀薄气体瞬间就没了,最多会觉得“好象有点热”。
太阳核心的密度是水的100多倍,温度有1000万度以上。估计还没吃到嘴里,就连勺子带人一起气化了。
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补充:
评论里有人问到,拿出核心一块5立方厘米的物质会释放多少能量。可以简单计算一下:
核心物质大约含有38%的氢,59%的氦,3%其他元素。平均密度就按水的 100 倍算,是 500 克,
包括 190 克氢,295 克氦,其他不计,物质的量大约是 260mol。
内能按3/2nRT计算,大约是
一克 TNT 是 4.2kJ, 一吨是 4.2GJ,32.4GJ 就是7.7吨TNT。
这个能量大约相当于最大的常规武器(美俄都有几十吨当量的云爆弹),或者最小的核武器(美国的大卫克罗切特核炮弹,当量10或20吨)。
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