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在很多经典的影视作品当中 , 我们都会看到这样一幕:在外太空执行任务时 , 配角为了拯救主角 , 会选择留在太空 , 把活的希望留给男主 。 当配角或者反派角色暴露在太空中的环境后 , 皮肤瞬间变成了青绿色 , 并且浮现出了淡淡的冰霜 。
这是电影中的一种设定 , 根据科学家们精准的测量结果 , 发现宇宙微波背景 , 辐射频谱与2.725开氏度的黑体辐射频谱刚好吻合 。
也就是说宇宙的平均温度约2.725开氏度 , 换算下来就是-270℃左右 。 在很多人的印象当中 , 这么低的温度 , 的确会使人体内的水分快速冻结 , 出现上面的电影画面 。
但遗憾地告诉大家 , 现实中的人在太空中想要被冻结起来 , 最起码需要14个小时左右的时间 。 在没有任何防护设施的情况下暴露在太空中 , 人类最先感受到的 , 其实是太空里的真空环境 , 这会导致人体内外压强失衡 , 肺部爆裂而亡 。
很多朋友可能就会问了 , 为什么太空温度这么低 , 冻结人体却需要这么长时间?
其实解释起来很简单 , 在此之前我们要知道 , 物体降温是热传导的过程 , 也就是温度从高的地方流向低的地方 。 在物理上一共有三种方法:传导、对流和辐射 。
基本上所有物体都会通过辐射的方式来传递热量 , 地球上感受到太阳的热 , 就是太阳通过辐射传递到地球上的 。 人体也是一个发热源 , 所以也存在辐射 , 不过人体量级太小 , 产生的热辐射很小 , 最多只有微弱的红外线 , 基本可以忽略不计 。 因此人类暴露在太空中 , 辐射并不是导致他快速失温的原因 。
【阿尔茨海默病|太空温度-270℃这么低,冻结人体却需要14个小时,怎么回事?】其次是对流 , 对流一般出现在液体和气体之间 , 比如加热的水和常温的酒精混合 , 两者混合后温度会迅速达到中间值 。
传导就比较简单了 , 物体温度能量从较高的部分 , 沿着物体传递到温度较低的部分 , 一般用在固体上 。 所有物体都会发生热传导 , 而不同的物体 , 热传导的速率是不同的 。
有的物质善于传热 , 我们称为热的良导体 , 各种金属就是热的良导体 。 而木棍、纸这些不善传热的物质 , 我们称为不良导体 。
在宇宙中 , 人体失温主要原因是发生传导效应 , 人体较高的温度会流向宇宙中温度较低的地方 。
但在这里我们要补充一个知识点 , 温度的本质是物体内部分子的热运动剧烈程度的标志 。 也就是说 , 人体体内分子运动得越激烈 , 温度也就越高 。 而宇宙中分子运动比人体缓慢 , 因此温度更低 , 两者是会热传导效应的 。
不过其中还有最重要的一个因素干扰 , 那就是太空中的分子密度实在太低了 , 平均值为10-12克每立方厘米 。 而人体的密度大约在1克每立方厘米左右 , 两者密度相差10倍 , 因此热传导效率相当缓慢 。
所以我们暴露在太空中 , 想要被冻死是需要很长一段时间的!
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