• 【宇宙迷宮】超高溫境界(李偉才)
  • 2020-09-05    

 

即使大家曾在溫寒帶的地方如多倫多、或熱帶地方如曼谷等地居住,我們對溫度的感覺,一般都只是在攝氏零下三、四十度,及至零上三、四十度之間。在高溫的一端,我們忍受不了卻是最為熟知的,當然是水的沸點攝氏一百度。但若是要你列舉出在現實世界存在的更高溫度,你可以提出什麼其他溫度呢?

一個大家即時會想到的是火的溫度。這個溫度其實可以變化頗大。橙紅色的「低溫」火焰(火柴,蠟燭的外圍火焰)可以低至四、五百度(當然已經可以把我們嚴重燒傷),而最高溫的藍白色火焰(如實驗室裡的本生燈 Bunsen burner被調節到最猛烈時)則可達1,500度。由於鐵的溶點是1,538度,所以煉鋼高爐中的火焰必須超過這個溫度,一般是二千多度。

留意這已經超越了地球表面自然存在的最高溫度,因為火山爆發時所噴出的岩漿,溫度一般只是1000-1200度左右。當然這些岩漿湧至的話,已足以將我們於頃刻間化為灰燼。

進入地球內部,更為超乎想象的高溫在等待我們。按照科學家的推斷,地幔層(mantle)底部的溫室是3,700左右,而地核的溫度則更高達6,000度。

天文學家的研究顯示,太陽表面的溫室是5,780度,也就是說,地心的溫度原來較太陽更高!當然這兒講的只是太陽表面,不用多說大家也會想到,愈深入太陽內部溫度會愈高。有多高?科學家的研究顯示,太陽中心的溫室是2千700萬度。

這固然是超乎一切人類想象的溫度,但大家可能有所不知,在過去大半個世紀,世界多個國家的頂尖科學家和工程師,正不斷努力將更高的溫度在地球上重現。目的嗎?是為了實現受控的「核聚變」,從而為人類帶來近乎無盡的能源。

其實我們的太陽就是一個巨大的核聚變反應爐。由於太陽中心的巨大密度和壓力幫了大忙,核聚變在「僅僅」2千700萬度便可進行。在地球上,因為沒有超高密度超高壓力的環境,我們要把溫室提升至超過一億度,才可令核反應持續地進行。不用說,任何裝置在這個溫度下都會被徹底摧毀,所以反應必須在「磁場規範(magnetic confinement)的作用下進行。

由於技術難度極高,「受控核聚變」(controlled fusion)何時才能進入應用階段,至今仍然未有肯定的答案呢。

李偉才

科普達人

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