【What-If 如果說】 飛向太陽

寒冷的一天,8歲的我在科羅拉多州鏟雪。那時我好希望自己能被瞬間傳送到太陽的表面,然後再傳回來,哪怕只有一奈秒!我想這樣應該足夠使我感到溫暖也不至於傷到我。請問現實中會發生啥米代誌呢?

 

AJ,肯薩斯城

 

信不信由你,這根本沒辦法讓你暖和。

太陽表面的溫度大約是5800K (注1)左右。滯留在那裡會把你瞬間烤成灰燼。不過一奈秒倒是不長——它恰好是光走一英尺的時間(注2)。

foot

我假設你是正對著太陽。一般而言你應該避免直視陽光,但是太陽如此之大,以至於是充滿了你的視野…

sun

在那一奈秒之間,你的眼睛會吸收大約一微焦耳的能量。

 

一微焦耳的光根本不算什麽。如果你在電腦螢幕前先閉上眼,快速張開後再閉上,兩眼接收的光和太陽表面一奈秒所給與的光差不多等量。

 

在那一奈秒之間,太陽的光子會湧入你的眼睛並接觸視網膜細胞。一奈秒末你被傳送回家,而你的視網膜細胞還來不及反應。在接下來的幾百萬奈秒(也就是幾毫秒)中,吸收了光能的視網膜細胞才開始運作並通知你的大腦剛發生的事。

cells

(注3)

你在太陽表面待了一奈秒,而你的大腦卻需要三千萬奈秒來反應。從你的角度來看的話,你只會看到一陣閃光,你會感覺這陣光持續時間比在太陽上還長,直到視網膜細胞逐漸停止活躍。

 

你皮膚接受的能量也不多,大概是10-5焦耳每平方公分。根據電氣與電子工程師協會(IEEE)P1584標準(如ArcAdvisor.com所記),用手指抓住丁烷打火機的藍色火焰一秒鐘,皮膚將會接收到大約每平方公分5焦耳的能量,從而造成二級燒傷。拜訪太陽得到的能量可是弱了五個數量級。所以除了眼前一道微光閃過,你根本不會覺得有什麽變化。

 

But!如果說你在傳送時座標搞錯了呢?

 

太陽表面其實相對涼快。大概比,呃,鳳凰城熱一點。但是一跟內部比那可真是刺骨寒啊~表面溫度大概是幾千度,而內部則是幾百萬度。假如你在那待一奈秒呢?

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史蒂芬-波茲曼定律(注4)幫助我們計算在太陽內部會接受多少能量。結果可是不太好看,僅僅一飛秒(femtosecond),你就超過了IEEE的P1584B標準的二級燒傷。一奈秒可是一百萬飛秒啊。對你來說恐怕不太好…

 

我們來看看有什麽好消息:嗯,在太陽深處,夾帶能量的光子波長很短,可以被認為是硬X光或軟X光(注5)。也就是說它們會照進你身體的深處,加熱你的內臟,把你的DNA離子化,在燒傷你之前便造成不可挽回的創傷!這樣一看,我這段開頭的寫法好像不太對…

hope

在希臘傳說中,由於伊卡洛斯飛得離太陽太近,熱量熔掉了他的翅膀並害他摔死。然而值得一提的是:“熔化”是一種狀態的改變,跟溫度有關。而溫度則是用以衡量物體內部能量多寡的函數,而這個函數則是能量對於時間的積分。換言之,他的翅膀不是因為離太陽太近才熔化的,而是因為他花了太長時間待在太陽旁邊。

 

如果只是簡短拜訪,附帶小小的跳躍,按照伊卡洛斯的方法,你就哪裡都能去了~

icarus

 

注解

1. K是指克耳文,為國際單位制溫度的單位。與攝氏度的關係是:攝氏度(°C)=克耳文(K)-273.15

2. 一奈秒是十億分之一秒;光速大約為3萬公里每秒;計算所得一英尺大概等於30公分

3. 原圖是“What is it, retina cells? Did Timmy fall down the well?”後一句話是在惡搞《靈犬萊西》電視劇情節,劇中男孩Timmy每次遇到麻煩時萊西便會飛奔去找大人來解決,而大人們也能很神奇的根據萊西的動作猜出Timmy發生了什麽事,這句話也因此走紅。此刻引用大概是因為cell和well押韻吧。

4. Stefan-Boltzmann Law,熱力學重要定律,即 j*=εσΤ^4。其中輻射度為j*,絕對溫度T, ε為黑體的輻射係數。比例係數 σ 稱為史蒂芬-波茲曼定律常數。

5. 波長在0.01nm~0.1nm之間即稱為硬X光;波長在0.1nm以上的則稱為軟X光。

 

原文連結:Into the Sun