温度和压力小说，2/3

第2部分。步行

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首先，非常感谢您提供这么多有益而有意义的评论。 只是时间不足，他们无法详细回答所有问题。 但是我很欣赏这些内容，并链接到未读的小说（多少钱！）和修正案。 谢谢你

本节不会很深入。 还将进行pT图郊区的一小段游览，即使是科学普及者也很少参观。 怎么了 为了表明，离开通常的“条件世界的中心”，世界和现象的财富很可能根本不会减少。 而且，在这些地方可能会发生一些有趣的事情并形成情节……只要至少一位专业作家可以从质的角度考虑它。 但这是第三部分中单独讨论的主题。 在这里，我们将拥有遥远的世界。 差距不大，因此也同样难以捉摸。

木星

这是从外部看的样子：



因此，根据现代概念^{[ 490 ]} ，从内部开始：

[图片来源：Sean Wahl 等。 等， [ 490 ]]

图片中曲线的散布意味着我们仍然不知道木星是否具有致密的核或是否溶解在超压缩氢中。 因此，我将限制自己进入较不严重的深度。 数以千计的距离约15公里。 那里的压力约为200万个大气压，温度为6-7千度。 氢气（在木星中占90％左右）在那里被压缩为200 kg / m ³的密度，部分转化为金属，并且稠度类似于汽油和汞之间的某种东西-如果它​​们可以彼此溶解。

但是氦气不想溶解在这种混合物中。 因此，它被收集成滴状，并用一种​​氦“雨”播下。 用引号引起来，因为它看起来更像是水和油的摇晃混合物的沉淀。 而且这种“雨水”什么都没有得到，因为氦气在氢气中的溶解度得到了更深的恢复，而从数万公里消失的液滴却无影无踪地溶解了。 所有这些都在6000度下进行。

木星的磁场在那里或上面的某个地方诞生。 实际上，我们并没有清楚地想象到磁力发电机的工作原理，即使是在地球上。 唯一清楚的是，已经存在的磁场以某种方式巧妙地“弯曲”了行星中导电材料的对流，以利用它们的能量并由此自我放大。 在这方面，它类似于地球上的生命，它也“滚动”在可用于沉积的能量流上，无论是阳光还是硫化氢从肠子流出。

这种圆柱体形式的木星的纬向风可能至少延伸到这些深度。


[图片信用[200]]

假设我们想更多地了解这些领域。 有哪些选择？

思想一：电磁波。

las，光学和近红外技术只能探测到木星最多约4个大气压^[200] ，即约40公里。在毫米波下，您可以“突破”多达100个大气压^[200] ，即260公里。朱诺，“聆听“在50厘米的波长下，它几乎无法分辨出约550-600公里，压力达到1000个大气压^{[ 420 ]} ，温度为1300开尔文。 但是按照标题的图像比例，只有9个像素：



我们需要深十倍-大约一点。

也许送一个着陆器？

1995年的伽利略号（Galileo）能够跳下160公里，达到22个大气压和152摄氏度。 两个像素。

木星的未来探测的极端深度，仍被认真考虑^{[ 460 ]} -200个大气压。 五分，或330-340公里。

而且，如果您规模宏大，可以提出这种方案。 我们从单晶钻石中提取出球形深蓝宝石。 用walls加固的几米厚的墙壁（我认为这不会有帮助，但听起来如何！）我们用耐氢材料覆盖。 我们在上面放了一个原子反应堆进行主动冷却。 我们塞满设备并倾倒在地球上。 通信-使用小型弹出式探针。 这当然是科幻小说-但是科幻小说仍然是科学的。

金刚石是最具压缩性的物质，可以承受^{[ 410 ]} 100 GPa ^的压力差，即百万大气压。 根据制造的几何形状，这种探测器可以探测木星8-9千公里。 这已经接近氦雨和磁力发电机。 但这只是行星半径的1/8 ...

在这样的潜水过程中会观察到什么？

首先，我们将突破氨NH ₃ （0.7 atm），氢硫化铵NH ₄ SH（2 atm）和水H ₂ O（7 atm）的云团。

一百个气氛将变得完全黑暗。

在约500公里，500个大气压，温度为1064 K的情况下，探针将穿过薄薄的薄薄的……金云。 至少根据^{[ 440 ]} 。 不管喜欢与否，没有人知道。 但是金是非常惰性的，并且对于金属来说，是相对易挥发的，因此这并不与物理学相矛盾。

在一千个大气压下，气体密度将达到〜20 kg / m ³ ，并且这种气体不再被视为气体。 周围可能会有硫化钠Na ₂ S的云层。

在700公里，4,800个大气压和2,000开尔文的温度下，硅酸镁MgSiO _3的云层漂浮^{[ 440 ]} 。 的确，从窗户的外观很难注意到，并且一般而言，他不太可能给任何人留下深刻的印象：



因为它只是一种加热到2000开尔文的物质的辉光。 与玻璃熔炉的热量没有太大区别。 这张照片看着几分米的距离。 对于大约这样^{[ 430 ]，}在那些条件下物质^的透明度。 这说明：在离“正常”环境太远的情况下，不仅我们的法塔西亚，而且我们的感知方式也无济于事。

但是我们的理论继续在其中起作用，并预测了许多有趣的事情。

在半百万个大气压（5600公里，5100度）下，氢开始解离，这可以认为是氢转化为金属的开始。 与此最接近的视觉类比是钠在液态氨中的溶解^{[ 830 ]} 。 随着自由电子浓度的增加，溶液变暗，失去透明度并增加电导率。

铁比200万大气压深，可溶于金属氢^{[ 450 ]} ，而岩石矿物在500万大气压和1万度以上时会发生^{[ 450 ]} 。 四分之一的“木星深度”可以实现什么。 此外，他的问题可能是一种金属氢与其他元素杂质的超稠密，过热，部分电离的“汤”。

除了均匀混合这个“汤”之外，还有什么比这有趣的事了吗？ 这个问题困扰很多人。

因此，根据[ 730 ]，木星的深肠可以具有多层结构。 层之间的杂质浓度不规则。 好吧，这就像地球上的烟熏冷空气在城市上空散发出清晰的烟雾一样。 仅在木星上，这些跳跃是由温度差异而不是化学成分差异引起的。 例如，更多的SiO ₂溶解在下层中-这使其重到足以承受对流。 显然，在这些层的边界处将发生温度和化学成分的急剧变化。 假设在很深的深度，物质AB分解为A + B组分。在上面，它们准备重新连接，但是此过程很慢。 缺乏对流会阻止它们上升并与大气混合。 结果，在油层边界的正下方，可能会积聚过量的分离出的A和/或B，这是我们油层的遥远类似物。 如果出现可以催化反应A + B-> AB的物质，那么它将有化学能来源演变为某人 。 当然，对于生命的出现来说，这很少-但是足以不拒绝奔跑的想法。

这种有条件想象的生活可以通过某种方式与我们联系吗？ 绝对禁止攀爬她。 习惯于有时甚至会压缩石头的压力，以及铁是气体和溶液成分的环境，在木星的上层，它只是像风中的泡沫一样蒸发并腐烂。

正如我们已经确定的，电磁波不会从这种深度传播。 至少由于金属氢层。

重力？ 在木星深处的密度结构，我们捕捉得很好。 如果它们是数万公里的大小。

磁场？ Juno磁力计“看到”金属氢的水平，即 200万个大气压。 他们可能会有希望。

中微子通量的调制？ 到目前为止，我们很难记录整个太阳的这些粒子。

还有声音。 普通的声波。 如[ 500 ]所示，它能够在木星上行驶数万公里，并且我们已经学会了最近发现它。 没错，我们只谈论大约一百万赫兹的频率。 在这种波动下，您正在阅读的文本的传输大约需要300年。 用莫尔斯电码对它进行编码后，我们将能够通过无线电将其更快地传输到附近的恒星。 有时，条件的差异可能比物理距离要大得多。

[免责声明。 为了显示整个图片，我在本文中混合了[ 200，420，430，440，450，470，480，490，500，730 ]中的材料。 它们通常基于不兼容的模型，数据以及有关行星组成和物质行为的假设。 它们之间绝对没有根本的矛盾，但是值得记住的是，将它们融合在一起是应用科学怪人的育种方法。 仅出于审查目的而有效。]

加油车中的月亮

他们在学校里教月亮没有气氛。 这并非完全正确。 月亮仍然有些类似气壳的外观。 是的，它比我们的稀有约15。 因此，如果整个月球“空气”被压缩到陆地条件，那么仅足以填充一个体面的体育馆，您就可以用一辆装有坚固水箱的卡车将所有这些气氛带走。

然而，在这个稀少的地区，pT图上发生了足够有趣的事情，因此很多人每年发表一堆文章，聚在一起讨论它们，甚至建立专门研究月球大气的行星际站（LADEE）。

其中一项有关LADEE材料的工作^{[ 720 ]}专门用于月球氩气。 那里的气氛基本上由它组成。 只有现在，“组成”和“气氛”需要澄清。 因为在月球的某些部分，由于某种原因，氩气比其他部分的氩气大几倍，并且从一天中的某个时候起，氩气的数量通常会变化数十倍。 实际上，这不是“瓦斯壳”，而是一种云呼吸，调整大小，徘徊，对温度敏感，太阳风电离，土壤成分，能够暂时“粘附”在其表面或永久性地沉积在两极的“冷阱”中。 由于在太空中流失，并因月壳中钾的衰减而加剧。 据称其来源可能是在月球西部发现的“氩峰”的原因。

^{[ 本文是为网站https://geektimes.ru/撰写的。 复制时，请参考原件。 本文的作者是Evgeny Bobukh。 您可以在个人资料中指定的地址为作者提供加密货币支持。 ]}

另一出版物^{[ 540 ]}探索月球...大气ra。 他从字面上被原子俘获，但是它们能够绘制出某个地区月球area的分布图：


该结果以视觉方式显示，但最好的类比应该是嗅觉。 当空间站在轨道上，一圈又一圈地旋转时，恰恰是嗅出of原子并在上面构筑了世界的图画。 在人眼看来，月球气氛似乎并不有趣：



太稀疏了，其中发生的一切（所有这些等离子体相互作用，粒子吸附以及沿局部磁场线的运动）必须以图表和公式绘制。

虽然我在说谎。 半个世纪以前，有一个完全视觉化的谜团。

早在1968年，Surveyor 7登陆站从月球表面拍摄了^{[ 550 ] [ 555 ]} ，类似于……黎明：


[图片来源：NASA，[ 555 ]]

1972年，美国宇航员从月球轨道上也观察到^{[ 560 ]}类似现象：

[图片来源：NASA，[ 560 ]]

但是，如果没有空气，在阳光的照耀下会怎样？ 今天，人们普遍认为这是...尘土。 在表面上方数米处飙升的微观带电粒子在月球“早晨”上产生了“黎明”。

一切都很好，但是什么引起了他们呢？ 阴影和暴露的太阳风之间的电场^{[ 740 ]} ？ 电荷的微观波动^{[ 750 ]} ？ 带有重爆炸性颗粒的微失效^{[ 760 ]} ？ 微陨石^{[ 770 ]的}打击（尽管可能性不大-我本人已经想到了）。 为什么这些月光黎明的一些现代研究^{[ 780 ]}并非一成不变的？ 这些粒子在终结者移动时是否与“喷泉”一起起飞，它们是否均匀漂浮？ 从我们的角度来看，所谓的等离子晶体形式能否结构非常不稳定-但有序吗？


[等离子晶体在国际空间站的实验中。 图片来源：phys.org，[ 790 ]]

但是，这个问题。 几乎是开放的。

从日常的角度来看，研究这些稀有物质是不值得的。 一些气体和杂质几乎以每克微克的量在完全真空中飞行。 邓-一切都会消失。 顺便说一句，它消失了。 每次登月的阿波罗登月都会使引擎排出的气体减少一半，从而稀释了月球大气。

但是从中子星的居民（纯粹是假设的）的角度来看，我们的尘土就像脆弱和短暂的一样。 这是否意味着在我们看来，没有结构，复杂性和值得研究的东西？

中子星

关于这些问题，我们的问题比答案要多得多，因此，本节中的几乎所有内容或多或少都是有根据的假设，主要是根据评论得出的[40]。 好的，顺便说一句，俄语。

因此，中子星也是脉冲星，是重于太阳的物体，但是城市的规模（20-30 km）使它们的引力达到〜10 ^{1 1} g。 温度达到数百万度，压力和其他参数也会从屏幕边缘爬出。 我认为他们看起来像这样。 如果您透过非常非常暗的滤光片，并且不会因辐射而烧坏：


[基于NASA的图片。 删除了在这样的原色亮度下不可见的背景星]

首先，中子星具有原子核，除了估计中心的压力外，鲜为人知的原子核是：〜10 ^29个大气压。 理论家甚至根本不知道他们的问题是什么。 但是它的密度可能甚至比原子核的密度（2.8 * 10 ¹⁴ g / cm ³ ）高得多。 一块细菌大小的物质在其表面上产生与地球相同的重力-自身产生。

其次，中子星具有类似地幔和地壳的特征。 我引用^[40] ：“ 与中子星核相邻的最深壳的物质是中子液体，原子核和电子浸入其中。这些层中的中子和电子高度简并，并且核是中子过量的-它们中的中子数质子的数量可以超过质子数倍，只有巨大的压力才能阻止质子衰变。原子核的静电相互作用非常强，以至于将原子核排列成晶格，形成坚固的恒星壳。 地幔可能是恒星的摇篮和核心（但是，并不是所有的现代密集核模型都可以预测到它的存在。）其中的原子核采用奇异的圆柱或平面延伸形式。...这种物质的行为就像液晶<... >中子星的地壳分为内部和外部，外部地壳的特征在于不存在自由中子。边界位于临界密度<...>之上，在该密度之上开始从原子核开始“中子泄漏”。专心 离子之间的静电相互作用减弱，因此，库仑液体代替了晶格，获得了热力学稳定性。 熔化边界的位置（可以称为中子星海洋的底部）取决于外壳的温度和化学成分。 ”

化学上，它很可能由铁组成。 但是，别忘了压缩到10 5-10 ⁹ g / cm ³的密度，与之相比，我们的钢是荧光灯中的真空！

中子星也有大气层。 从氢，氦，碳和铁的等离子体中加热到一百万度以下。 但是只有几毫米厚。 然后将不同成分和密度的层压缩到毫米（平坦的世界！这个词，这就是一本小说的意思！但是，谁有足够的想象力？） 通常，当我们通过望远镜观察中子星时，就是我们看到的辐射。

最后，中子星具有磁场。 典型的拉力约为地球的10〜12倍。 该场的压力约为10 ^{1 6个}大气压。 这足以使原子变平，从而使它们的电子壳沿电场伸展。 并实现地球上无法想象的化学键：

“ 强磁场使在磁场外部不存在的He ₂分子及其He ₂ ⁺ ，He ₂ ²⁺和He ₂ ^{3+ 离子}稳定。”尽管“在中子星特有的密度，温度和磁场下，此类分子离子的含量极低…… ”，但在第818页上：“ Ruderman [512]建议强磁场可以稳定聚合物链沿磁力线延伸，并且这些链的相互由于偶极-偶极相互作用的吸引力可导致冷凝的条件随后的工作的形成表明，在字段乙〜10 ¹² - 10，^13支 GS此类链做的形式，但只化学元素更容易氧气和它们的缩合相聚合发生或者在超高场或在相对低的温度... ”。接下来，“ <...> Medin和Lai [...]在[359]中计算了相应冷凝表面上氦，碳和铁的原子和聚合物链的饱和蒸汽的平衡密度，并表明它们的存在与条件兼容顺便说一下，Dong Lai对白矮星大气的化学性质做出了类似的假设^[600]。

也就是说，是一种新化学。 “氦气在强磁场中的聚合物。”在有聚合物的地方，可以想象分子水平上信息的存储。但是，什么样的科幻小说家可以想象并定性地描述这一点？不，要采取行动“中子”-随地吐痰。但是谁能让他们说服呢？从物理学开始，谁将能够建立所有化学，生物学，社会，心理学和阴谋诡计？最终，谁将能够越过生活在退化的中子流体中的生物与我们之间的世界感知深渊？

对啊那是因为，（几乎？）可能没有这样的作品。读Landau，他的话更具有说服力和说服力。

但是，可以从此思想实验中得出一些有用的信息。即，根据星际介质中构成文明的稳定性，对文明进行分类。

1级。稳定。他们完美地体验了星际旅行的条件。假想的例子：一些思考的石头。

2级。其真空载体不容许。但是他们手头有问题，可以从中制造一艘宇宙飞船。这就是我们。金属，玻璃和陶瓷在空间上稳定。

第3类。而且，它们及其所有物质在正常条件之外会分解。他们甚至与太空服无关。木星或中子星肠的假想居民属于这一类。除了巨大的压力，他们可以利用的所有材料都将简单地转移到另一个聚合状态。

因此，如果我是中子星的居民，我仍然会考虑调制脉冲星无线电信号以便与自己的同类进行通信。由于您不会飞翔，因此如果不使用它，您将无法离开如此强大的目标源（尽管目标很近）。毕竟，这是他们至少在信息上克服星际距离的唯一机会。

世界末日后的十亿年

一个典型的石头星球是钙的1-6％（重量） ^[15] 。 为了确定起见，我们假设它是3％。

^610的 Ca-48同位素是天然钙的0.187％，其天然放射性较弱。 它的半衰期非常长：6 * 10 ¹⁹年。 每次衰变产生4.27 MeV的能量，其中约3 MeV落在正电子^{[ 620 ]上} ，因此进入热能。

根据这些数据，我们可以计算出一立方米的典型石头行星因钙的衰变而散发出7 * 10 ^-16瓦的热量。 与来自太阳或自然放射性的能量流相比，该数字当然微不足道。

但是，太阳和铀都不​​是永恒的。

想象一下：在我们时代¹⁹年3月10日1月1日的院子里。 铀，or，钾很久以前就已经腐烂，并且在自然界中不存在。 数不尽的时代烧毁了所有的星星。 遗物辐射冷却至纳米开尔文。 但是，尚不清楚白矮星的冷却速度如何。 但是无论如何，到^10-15年，它们的温度都不会超过5 K ^{[ 530 ]，}并且彼此之间的距离比现代星系还远。 宇宙是空的，寒冷的，黑暗的，无形的。

但是，行星之间相隔着可怕的距离，它们继续温暖而安静地发光。 由于钙的持续分解。

可以很容易地计算出，由于有了这种能源，一个地球大小的物体可以保持〜0.4 K的表面温度。我们考虑到，在〜1 K时，岩石材料的热导率降至10 ^{-2-10 -3} W / m ² * K ^[520] 。 这意味着，很容易再次计算出，这种行星的肠子可以被加热到1-5度的热量！

您可能会问-在如此温暖的寒冷中会发生什么有趣的事情？ 我不知道 但是我知道这些现象大约有10到²⁰年的时间。 与任何熟悉的事物相比，这是一个无与伦比的时间，因为今天的宇宙没有那么多秒。 在这种时间尺度上，有什么现象占主导地位，哪怕太慢，以至于现在甚至都不能将它们视为过程。

确实，没有人通过能够产生自定序结构的反应来消除包括量子在内的固体中的扩散^{[ 510 ]} 。 如果地面微观生命物质的传输是基于在液体中的扩散，那么能否想象在固体中发生同样的事情，速度仅慢10 ¹¹倍？

没有人取消金属向超导电性的转变，随后金属捕获的电流循环。

最后，没有人取消氦气。 在指定的温度下，它们可以液化，转变为超流体状态，渗入石头中的孔隙和裂缝，再次冻结和融化，收缩和膨胀，从而确保了物质在行星尺度上的转移。

你问，氦从哪里来？ 所以从铋！ 占土地十分之一的土地占了土地的十分之一。 铋完全由α-活性同位素Bi-209组成，其半衰期为1.9×10 ¹⁹年。 α粒子是氦。 到¹⁹年3月10 ^日 ，大多数铋将衰变，释放出大约10 ¹⁴公斤氦，这对于适度的大气来说已经足够了。 将其保持在这样的温度下不像地球，任何谷神星都能够做到。

我人类的想象力激动地折腾着，感觉到空余时间的突破带来了不寻常的可能性，并屈服了。 经过和迷失，对这种规模的身体或日常直觉没有感觉。

让我们闭上这扇窗帘，把未来留给未来，再回到更多日常事务上。

到第三部分。