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19_avatar_small 楼主: 圆月小侠
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如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?

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online_member 发表于 2020-2-24 20:23:55 | 显示全部楼层
nature于2019年11月4号的文章如下:
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?637 / 作者:kuaizio / 帖子ID:56339 看了一下nature该文章,并没有提及任何所谓“Wall of Fire”的学术性用语。
这个abstract头部我大致翻译一下:
太阳风由太阳吹出,并在星际介质之间形成了一个“太阳能量气泡”。日球层顶(HP)是区分日鞘内部高温稀薄的太阳风等离子体,与低温致密的极局部星际介质(VLISM)的分界线。2018年11月5日旅行者2号在119天文单位处进行的等离子体实验,观测了越过太阳风进入极局部星际介质(VLISM)的日球层顶(HP)。我们现提出位于或靠近日球层顶(HP),以及极局部星际介质(VLISM)内部的等离子体的首次测量数据。
也就是说,nature的文章只是针对旅行者2号飞船针对太阳风形成的日球层顶的等离子体实验观测数据。
数据确实表征了日球层顶相对较高的等离子体温度。但和太阳报提到的“Wall of Fire”没有直接关系。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?960 / 作者:kuaizio / 帖子ID:56339 日球层顶Heliopause是太阳圈和太阳系外的星际介质交界处,当太阳风抵达日球层顶,会突然减慢,形成被称为太阳风终端震波的震波。
太阳风在星际介质(来自银河的氢和氦气体)内吹出的气泡被称为太阳圈,在这气泡的边界外面就是太阳风再也推不动的庞然巨物星际介质。这个边界通常称为日球层顶Heliopause(HP),并且被认为是太阳系的外层边界。
在日球层顶内的边界称为终端震波(Termination Shock),是太阳风的微粒从超音速被星际介质减低到亚音速的区域。在终端震波和日球层顶中间的区域就是日鞘(Heliosheath)。
在日球层顶之外,星际介质和日球层顶的交互作用在太阳前进方向的前方产生弓形震波(Bow Shock)。
在弓形震波和日球层顶之间存在着一层,因为星际物质和日球层顶边缘作用形成的炙热氢气组成的氢气墙(Hydrogen Walls)。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?1000 / 作者:kuaizio / 帖子ID:56339
NASA官网科普演示
https://www.zhihu.com/video/1183420917300056064
实际上高温氢气墙才是NASA在科普性网站上提到过的太阳系边缘高温物质。而非“Wall of Fire”。
关于这个高温氢气墙,2007年有一篇NASA赞助过的学术文章提到过。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?309 / 作者:kuaizio / 帖子ID:56339 这篇文章中对氢气墙的平均密度也有描述:
the average density for the interstellar medium is found to be n_H I=0.094\pm 0.022 cm^-3 (n_H I=0.040\pm 0.014 cm^-3).
有物理大佬在的话可以算算,我估摸这种物质密度并不会对星际飞船造成毁灭性的打击。
资料来源:
https://wiki.kfd.me/wiki/%E6%97%A5%E7%90%83%E5%B1%A4%E9%A0%82#cite_note-1
https://web.archive.org/web/20070519104616/http://www.aas.org/publications/baas/v27n4/aas187/S045002.html
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online_member 发表于 2020-2-24 20:24:31 | 显示全部楼层
《震惊!打火机里的电子打火器竟能产生高达3000V的电压!远超人体能承受的电压!》
online_member 发表于 2020-2-24 20:25:00 | 显示全部楼层
温度这个概念,如果是用我们自己的感觉来说,那就是一个感观上的事情。往高里说叫烫,往低里说到冷,中间叫热、温、凉。还有人说寒、冻、炙的。
离开生物体,咱们也可以说说非生物。比如一块铁,放在火上烧,它会发红、然后慢慢发白。到某个程度它会变成液体(我们称之为1538度),到某个程度它会变成汽体(我们称之为2750度)。
还有水,也会在水、冰、气三种状态之间转化(注意你家锅盖上面的水蒸汽不是气态的水)。
还有,我们还说到热量的传递有几种方式:传导、对流、辐射。
这些都是怎么回事?那就必须要弄清冷热酸甜(划去)的本质:它们是物质的微观粒子“抖动”的剧烈程度的指标。这个抖动是所有物质都有的、永远不可能停下来的。为什么永远停不下来,这个问题以后再说,先说这个运动叫什么?因为跟热学有关,所以这种运动就叫热运动。
注意布朗运动并不是热运动,布朗运动只是热运动的一个反应。假设微观粒子(原子、分子、离子、电子)像一群蚊子一样乱飞,那么,我们的显微镜看不到蚊子,却能看到被蚊子影响的狮子,布朗运动就是这样的狮子的杂乱无章的运动,原因是比它更小的微粒在运动过程中,各个方向上的撞击并不完全均匀,造成了它被推着左碰右撞。
这样的运动,如果不均匀,就会互相牵动达到均匀状态。试想一个台球系统。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?568 / 作者:Creseda / 帖子ID:56339 台球(版权见水印)
台球桌上有无数多个球在滚来滚去,它们可以任意碰撞。如果某一时刻,它们有的滚动快、有的滚动慢,那么只经给一定的时间,必然快的会将慢的带动起来,而快的那些,自己会慢下来。最终的结果是大家都差不多速度。
如果你非要问我它们怎么就不停下来,那么,好吧,其实当你讨论每一个分子、原子、离子、电子的时候,这个世界上已经没有了摩擦力了。所有的物质都是在真空中,它们只有来自电磁力的吸引力、排斥力,还有来自引力的吸引力。暂时不考虑强相互作用和弱相互作用。在一个只有吸引力和排斥力的世界中,每一个粒子又不可能变形的情况下(意味着不会吸收能量和放出能量),总能量是不会变的,所以,运动不会停止。简而言之就是没有阻力。
我们的世界就是这样的理想化“台球”系统。冰棍让你觉得冷,是因为你自己身上的每一个“台球”本来运动速度比较快,碰上了另一桌台球,每一个都很慢。你身上的“台球”在带动冰棍的“台球”运动的时候,自己变慢了,而自己变慢,最终从整体上看效果,就是温度降低了。手炉让你觉得热,是因为那一批“台球”运动都很快,在相互碰撞中它们让你身上的“台球”变快了。
现在的问题来了,如果有一个“高温粒子”撞上了你,你会不会被烫死?要知道,你自己身上的原子个数,虽然没有什么严格的计算,但是不会少于三个连续的亿。也就是说1亿亿亿个。24个0。一个粒子带来的能量,如果它自己把温度降到最咱们一样,能出让的动能,足以让另外1亿亿亿个原子运动加快多少呢?或者说把温度升高多少呢?忽略不计吧。
但是,别忘了,热量的传递还有一种方式:辐射。我们人体这么多个原子可是要同时往外辐射能量的哦。所以,你在这样的宇宙空间,你只会冻死,而不会热死。
最后的最后,分享一下我几天前在另一个答主下面的评论:
说到粒子,温度一词失去意义,代之以能量。只有很多粒子达到一定的宏观密度,能量的意义才表现为温度。那是半路公众号级别的太阳报误读了科普概念。
online_member 发表于 2020-2-24 20:25:53 | 显示全部楼层
【第二次更新】
让我取消匿名的同学们,你们先把知乎id改成实名可好?(不过就算你实名了我也不会取消匿名,我怂)。我躲藏在匿名之下,是因为我没法像你们一样躲藏在虚拟昵称之下,一来被朋友同学看到都有点尴尬,二来怼起人来也怼不痛快。正所谓,有理不在声高,难道还在乎我匿名不匿名吗?我给你们看了我的学位证,你们就相信我说的话?不给看你们就不信?都说大学生要有辨识能力,我连参考文献和链接都给你发出来了,你自己看一看原文不就知道真假了。
首先我确实有两个地方不严谨:
"Fire Wall"这个概念确实太过于夸张,甚至可以说是错的(由于fire wall不是严谨的物理概念,我也没法肯定地说他是对是错,但我个人倾向于错),因此我不反对其他回答对这一结论的否定。"人类不能飞出太阳系"这结论应该是错的,我相信人类可以飞出去,我虽然在后文写了人类可以飞出去及其原因,但那个位置确实不太显眼,也没有强调我的判断。因此如果你喷我这一点,我可以接受。
另外还有一个答主说我找的paper讨论的是日球层顶的温度,而不是行星际边界,这一点我认同,我的本意是行星际和日球层的边界层,强调的是voyager-2还没有进入行星际空间(至少在那篇文章讨论的范围内),他说的日球层顶(Heliospause)确实更严谨,这一点我也接受。
接下来是我反对高赞答案的原因
①不能根据你能不能搜到新闻以及新闻的来源来判断消息真伪,因为你确实不会搜啊...空间等离子体温度高这件事早就被提出来了(大概上个世纪70-90年代?)...所以你搜不到也很正常,学术搜索你没法搜还不能多查查wiki么(墙内好像还真不行...)
②虽然你没做出直接判断,但你的那句“你信NASA还是信《太阳报》?”有误导人的倾向。我狭隘地认为你是在否定这个新闻,你说自己啥都没说,人家新闻的标题还是”或飞不出去“呢,人家新闻也没说瞎话啊...你既然知道自己不是这方面的内行...那你说一个自己没搜到不得了...还让读者自己选...
最后,还有一个最关键问题是等离子体的温度,voyager-2如果我没记错的话,应该是用朗缪尔探针测量的,只能通过测到的电流反演温度,需要各种假设(假设粒子满足麦克斯韦分布,电子温度等于质子温度等),没法得到粒子的统计分布特性,所以我确实不敢说什么。
但是我可以确定的是磁层/太阳风/日冕的等离子体还真就具有你们所说的那种“统计特性”(虽然不是麦氏分布)的,这一点是可以通过卫星实地测量得到的。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?91 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 Wind卫星测量太阳风中粒子的速度分布。https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001hnsm.book..287G/abstract
由于太阳风是可以吹到日球层边界(或者是,日球层边界的定义就是,太阳风能dominant的区域,另外,太阳系应该是指太阳引力dominant的区域)的,所以我相信那个地方的等离子体分布特性和太阳风是比较接近的,都具有统计意义下的温度,只是实在太稀薄了,voyager的测量效率不足以实锤这一点。(强调!稀薄不等于没有统计意义
还有的答案用等离子体动能算温度,如果你直接用动能算温度的话,太阳风质子的”温度“(假设流速400km/s)就不是几个电子伏特了,而是几千电子伏特了,算温度的时候要先减去整体流速,再求二阶矩(即偏心距/离心矩?这个叫法我不确定对不对)。
(另外不要给我推荐热统教材了)
【更新!匿名反对最高票答案】
虽然太阳报不是啥正经新闻报纸,但旅行者号测量到的温度真的就有那么热!
首先告诉你为什么你搜不到文章里的温度,因为空间物理中根本不会用摄氏度这个单位,偶尔会用开尔文(K)或百万开尔文(MK),一般用的温度单位都得是电子伏特(1电子伏特=11600开尔文=11300摄氏度)。(打脸,我自己也没搜到NASA官方的相关新闻)
接下来是实锤:
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?898 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 2019年11月发表在Nature上的论文,链接:https://www.nature.com/articles/s41550-019-0929-2
文章原图:
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?300 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 第三个panel是等离子体(太阳风)温度,单位开尔文,自己数数是几个零...
不过报道确实存在偏差,这篇文章主要说的是voyager-2在行星际边界的测量,至于行星际空间内部的温度仍未知,一般理论预测的温度在30,000K左右。
绝大多数人对温度的理解可能还停留在:
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?67 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 沸水,大约100摄氏度
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?693 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 铁水,大约1000摄氏度
而几万摄氏度其实对大多数人来说就很难想象了...天呐,五万度,这不得把人瞬间火化?
实际上,对于空间等离子体来说,几万摄氏度根本不值一提...甚至有点冷...
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?358 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 等离子体温度/密度范围
你头顶上的磁层(距地表几千~几万公里)、太阳风(据地表几万公里)以及嫦娥大妈居住的月球,随随便便就有十万百万千万摄氏度....
你每天用的GPS卫星,每天都会被上百万摄氏度的电子轰击。
月球表面也会有上万摄氏度的等离子体,人类不还是登上去了...(一般咱们说的月球温度,其实是指中性物质的温度,它们的温度相对来说低得多)
为什么咱们人类能登陆呢呢?因为这些超级热的等离子体实在太稀薄了,即使它们的热量全被你吸收,也不能让你的手指上升一摄氏度...更别说烧穿飞船的外壳了...所以这些上万度的等离子体根本不会烧伤/烫伤你,不过由于它穿透性太强,你细胞的DNA中的化学键可能会被他打穿,从而使你的基因突变,进而造成不可逆的损伤。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?756 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 月球表面等离子体密度/温度,测量于阿波罗17号任务
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?818 / 作者:aa321321 / 帖子ID:56339 阿波罗17号载人任务登月时月球位置,基本都在上万度的太阳风里。
【补充】
空间等离子体中,常用的温度单位是电子伏特(eV)和千电子伏特(keV),1个电子伏特=11300摄氏度=11600开尔文,1个电子伏特是什么概念呢?就是一个电子,在一个伏特电位降的加速下所获得的能量,这么一想也没多少是不是,咱家用交流电都有220伏呢...
在宇宙高能物理的研究中,温度都是用MeV/GeV/TeV表示的....所以千万别一听上万度就觉得是假新闻,其实没那么可怕...不过如果这么热的等离子体能达到地表大气的密度,那可真的是相当恐怖...
参考文献:
【1】LUNAR SURFACE CHARGING: A GLOBAL PERSPECTIVE USING LUNAR PROSPECTOR DATA Timothy J. Stubbs
online_member 发表于 2020-2-24 20:25:59 | 显示全部楼层
如何看待?就算没学过大学物理,不知道这个概念,不了解五万摄氏度对宇宙中等离子体的意义。
你总该有点逻辑思维吧?
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?21 / 作者:肥皂沫沫盘 / 帖子ID:56339 恩,一号比二号飞得远。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?557 / 作者:肥皂沫沫盘 / 帖子ID:56339

如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?277 / 作者:肥皂沫沫盘 / 帖子ID:56339 恩,二号发现“防火墙”,可能飞不出去??
那一号空间跳跃出去的吗?还NASA表示可能会飞不出去?NASA要会说这种鬼话,关门算了。
如何看待最近旅行者二号发回的数据显示人类有可能飞不出太阳系?125 / 作者:肥皂沫沫盘 / 帖子ID:56339 百家号,还优秀原创作者?百度也就这种水平了。
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