最近你冷吗?让我们近距离的摸一摸太阳吧!

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最近全中国绝大多数的小伙伴都应该会感受到寒潮和降温的巨大威力,8号在上海也飘下了今年的第一场雪。虽然我们有暖气、空调、电热毯以及车辆的呵护,但是户外被大风一吹,还是经常会被冻的直打哆嗦。

国家多次发布寒潮降温预警|中央气象台


当你越冷的时候,你是否会愈加崇拜太阳?


46亿年前一片巨大分子云中的一小块引力坍塌形成了我们的太阳,[1]这几十亿年以来她无时无刻不给地球以温暖,也缔造了地球姹紫嫣红、瑰丽多彩的世界。从古至今,有许多的文明崇拜太阳,中国的“古蜀文化”、日本的“天照大神”、古埃及文明更是普遍崇拜太阳神。人类农业文明时期,太阳是生存的基础,没有太阳就无法生存,后世逐渐衍生了太阳信仰,也留存下来诸多的故事传说。“夸父逐日”便是众多流传的故事之一,激励着人们向日而生,自强不息,开拓进取。

图|图虫


与其远远的崇拜太阳,倒不如飞上天和她肩并肩


夸父逐日只是一个故事传说,但是今天的人们却有实力近距离的感知甚至是去“触摸”太阳,即便是在数九寒冬,想一想也足以让人“沸腾”。2018年8月11日,堪称当代“夸父”的太阳探测器“帕克号”发射升空,将以极近的距离来感知和探测太阳。

帕克号|NASA


帕克号将会是距离太阳最近的一次探测,其最终轨道离太阳最近的距离到了620万千米,是地球距离太阳最近距离的1/21。由于太阳引力势能的缘故,高速接近太阳时会被甩远。为了达到这么近的距离,工程师们选择了在项目成立时美国运载能力最强的德尔塔4重型火箭(后来被猎鹰重型打破记录)来实现足够的减速。除了强有力的火箭,帕克号还利用飞过金星时以引力弹弓的方式降低自己的速度和轨道。


帕克号堪称有史以来速度最快的人造设备,预计其近日点时最快的速度将高达200km/s,相当于只需要6秒钟,就可以从北京抵达上海。

图| giphy.com

离太阳最近620万千米的距离已经进入了太阳的最外层——日冕层的高度了。不要以为太阳的最外层温度会低,太阳其实是一个“外焦里嫩”的大胖子。离太阳中心很近的光球层,温度只有5800℃左右,然而距离太阳中心几百万千米的日冕,温度却可以高达数百万摄氏度[2]。由于日冕层相对稀薄,科学家又使用了厚达11.4cm的碳基复合隔热材料、冷却降温的加压高纯净水;加之帕克号会定期绕到大约金星轨道的位置,不会长期特别靠近太阳;种种方式并举,方才保障了帕克号能够经受温度的考验。


帕克号可以称得上一个名副其实的“追风少年”,此行追日最主要目标之一即是探索太阳风。太阳风是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。这种物质虽然与地球上的空气不同,不是由气体的分子组成,而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。

太阳风示意图| Wikipedia

太阳风和我们刚刚经历的寒潮大风是很不一样的,其大部分的时候都非常的浪漫。由于地球有地磁场的保护,大多数吹向地球的太阳风和其他高能粒子都被地球磁场带向了高纬度地区,很难到达地面。这些高能粒子和高层大气碰撞,激发大气分子光,产生绚丽多彩的极光。

图|图虫


太阳风除了能够带来绚烂多彩的极光,也有其相当恐怖的一面。一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘米有几个到几十个粒子,而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽十分稀薄,但它刮起来的猛烈劲,却远远胜过地球上的风。在地球上,12级台风的风速是每秒32.5米以上,而太阳风的风速,在地球附近却经常保持在每秒350~450千米,是地球风速的上万倍,最猛烈时可达每秒800千米以上。[3]


地磁场虽然把太阳风阻挡在地球之外,但是那些带电粒子本身的移动就产生了电流变化,通过电磁感应会对地面上的管线产生影响,带来一系列的破坏。这种破坏,在19世纪以前危害要相对较少,但是当今的信息时代,其破坏力成几何倍数升高。它会干扰地球的磁场,使地球磁场的强度发生明显的变动;影响卫星和通讯,造成无线通讯中断;轮船、飞机的导航系统失灵,导致北极上空航线的飞机电子设备失灵;对地面的电力网、管道和其它大型结构发送强大元电荷,影响输电、输油、输气管线系统的安全;其威力甚至能够继续向下传导至地球表面和地壳,引发气候反常和地震。[4]


太阳风暴在近几十年以来的破坏性影响实例并不少见。2006年12月13日,太阳风暴对我国短波无线电通信造成严重影响:广州、海南、重庆通信中断达3小时之后恢复正常;卫星也受此影响,故障频繁,比如风云一号气象卫星、亚太2号通信卫星等等。1989年的太阳风暴,是损失较大的一次的太阳风暴。1989年3月13-14日,太阳风暴袭击加拿大魁北克电站,电压器被烧毁,造成该地区电网停电;很多近地卫星和同步轨道卫星发生异常、轨道改变,甚至报废,全球无线电通信受到干扰或中断,轮船、飞机的导航系统失灵。


如果严重太阳风暴造成网络或者电力中断,我们的手机基本会暂时成为一块板砖;对经济社会造成的巨额损失不提,信息时代人们的正常生活也会造成极大的不便。这就需要我们的“逐日少年”帕克号更多的探索太阳,弄清太阳风的成因,给我们带来更多的太阳的奥秘。人类才有可能预报太阳风,做出预警,减少损失。


触摸太阳不是最终目的,学习太阳是终极奥义


帕克号的追日之旅不是最终目的,学习太阳的发光发热才是终极奥义。


太阳之所以能够发光发热,是因为在太阳的高温高压之下,源源不断的发生着“热核反应”,即由4个氢原子核合成为1个氦原子核。在这个反应中,有一部分质量转化为能量,放出大量的热量。[5]中国目前在可控核聚变反应的研究中走在了世界前列。今年的11月12日,中科院等离子体所发布消息称,我国的大科学装置“人造太阳”日前取得了重大突破,加热功率已实现达到10兆瓦以上,等离子体储能已经上升至300千焦,等离子体中心电子温度首次达到了1亿度。

世界第一个全超导磁体托卡马克核聚变反应试验性装置——东方超环|Wikipedia


我们已经向可控核聚变堆前进了一大步,一旦成功,人类将拥有清洁而又是取之不尽的能源。届时将无惧风雪寒潮,人类甚至可以建造容纳百万人的超级未来城市,控制整个城市的温度。即便没有万贯家财,也可以换个太阳不下山;甚至能够一劳永逸的彻底解决全球变暖、粮食危机等重大社会问题。人类研究太阳,是为了更好的生活,在此过程中,追求科学的进步,则是实现梦想的加速器和最终奥义。


向着光亮那方前行


“人造太阳”是人类的终极目标之一,在当下生活中,我们也要依靠满满的正能量,做自己生活中的小太阳,温暖照顾好家人。室内如果冷了,你可以用暖气,开空调,用暖宝宝。在室外,如果风雪寒潮太甚,有些时候我们需要一辆车来为自己和家人遮风挡雨。

光速是目前已知的最快速度,为299,792,458米每秒。太阳到地球的距离通常被认定为1.496亿千米,换算下来,太阳光到达地球的时间约8分15秒。速度是光的永恒标签,追求更快的速度也是全新自由光的努力所在。全新 Jeep 自由光搭载 GME-T4 2.0T 发动机,百公里加速时间实测7.49秒。22.28万元,入门即高配,让你无论天涯海角,都能以更快的速度出现在最爱的人面前。

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你想到太阳,想到光,相伴而生的感觉就是温暖。我们之所以能感受到太阳光的温暖,是因为光的热辐射现象,以电磁波的形式传递了热量。全新自由光,凭借一身钢筋铁骨,带给人满满的温暖和安全感。全新自由光拥有高强度钢和超高强度钢占比81%的车身,瀑布式格栅和下沉式边框,以及可以带来0.33Cd超低风阻系数的流线车身曲线。全系19.68万起售,更有购车四大礼遇,就像寒冬里的一股暖阳,照进心里。

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最近很多地方都经历了寒潮降温,无论外界多么的寒冷,我们都要做自己生命中的太阳,用光和温暖去拥抱触摸整个世界!


视频连接:

Reference:

[1] Meyer B S, Clayton D D. Short-Lived Radioactivities and the Birth of the sun[J]. Space Science Reviews, 2000, 92(1-2):133-152.

[2] Ericsson J. THE TEMPERATURE OF THE SUN.[J]. Nature, 1908, 4(101):449-452.

[3] Caan M N, Mcpherron R L, Russell C T. Solar Wind and Substorm-Related Changes in the Lobes of the Geomagnetic Tail[J]. Journal of Geophysical Research, 1973, 78(34):8087-8096.

[4] Weber E J, Davis L J. The Angular Momentum of the Solar Wind[J]. Astrophysical Journal, 1967, 148(3P1):217-227.

[5] Post R F. Nuclear Fusion[J]. Annual Review of Energy, 1976, 1(1):213-255.


作者:Dreaming

编辑:刘星曜

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