人类诞生以来测得的温度极限是多少?
火候可达900摄氏度以上,足以使粘土中的铝硅酸盐失去结合水,重新结晶,成为坚硬、高密度的陶器。早在2万年前,陶质器皿就逐渐制成:出现了可以加热液体食材的厨具,烹饪食材后来出现在人类的食谱中,显著提高了食材的利用率,让女性可以用液体食物养育婴儿,大大提高了新生婴儿的存活率,提升了所有社会发展的人力资本。
如果把木柴放在自然通风的炉子里,1100摄氏度的火焰会超过铜、锡、铅的熔点。冶金工业是人类进入文明的行为标志,最早出现在新月沃土和古埃及的两河流域。青铜技术与阿拉瓦人驯化的小麦、麦种、羊、黄牛、马一起传播到周边地区,最终到达远东,成为旧大陆一切文明行为的财富。
如之前综艺节目所述,含碳量的铁要在1400摄氏度以上才能熔化,纯铁的熔点达到1538摄氏度。只有先烧柴火,再配合有风机的炼铁高炉,才能熔化。这项技术最早出现在中国,但直到1.709,英国才处理了煤烟气脱硫的问题,在泰国,1.784。
焦炭高炉可以达到2000摄氏度。为了在对外开放的自然环境中获得2500摄氏度以上的高温,我们必须找到新的东西:氢氧火焰可以引起2570摄氏度以上的高温,引起完全透明到淡蓝色的火焰,而氢气的相对密度极低,所以在航空火箭中很常见;世界上20%的乙炔气是用热激光切割的,它在氧气中的点火温度可达3330摄氏度,足以熔化所有常见的金属材料。
此外,二氰基乙炔气体在氧气中的点燃达到了化学变化的极端高温,4990摄氏度,足以在自然压力下熔化所有已知的化学物质。如果离开化学变化的局限,人工合成的高温将步入一个广阔的新世界:气体是优良的导体和绝缘体,但也会在30KV/cm的极高工作电压下被雪崩击穿,成为导电等离子体技术,一种炽热的电弧。
根据这一基本原理,即使最便宜的手工电弧焊也能轻松达到6000摄氏度,瞬间熔化甚至汽化电焊用的不锈钢板;而低温等离子弧焊中β射线发出的热焰超过28000摄氏度,比闪电的温度还高。此外,人类在战争中取得了更加恐怖的超高温:1945年8月6日至9日,在日本长崎和广岛投放了两颗核弹。它们的临界温度在一百万到五百万之间,爆炸产生的冲击波和辐射导致60万人死亡。
十年之内,1954年3月1日,第一颗实战氢弹布拉沃城堡在比基尼环礁爆炸成功。它的剂量为1.5万吨,管理中心的温度达到了3.5亿,创造了迄今为止太阳系行星的最高温度。巨大的蘑菇云在大约1秒的时间里冲到了7.2km的电离层顶部,然后在十分钟内冲到了40km的对流层顶。18000平方公里的中国太平洋海域的人民没有生计,比基尼环礁的土著至今没有生计。
核弹的巨大杀伤力来自于强相互作用束缚的原子的巨大潜力。1957年,第一代裂变核电站投产,逐步用于友谊工作。但直到今天,可控热核反应还只停留在基础理论环节,因为大家都无法控制核反应必须具备的上亿度高温。
在激光脉冲聚焦后抑制惯性力是一种流行的替代方案。因此,美国桑迪亚国家实验室开发设计了世界上最强大的高频无线电波发生器——Z脉冲电源设备,可以产生20亿摄氏度的极高温度,达到大质量行星将要死亡时的临界温度。但这并不是人类能够创造的最高温度:美国核能联合会布鲁克海文国家实验室拥有人类唯一的磁矩极化质子对撞机——量子理论重离子对撞机。
能把元素表上的随机原子加速到量子理论速率,碰撞产生的动能相当于1万亿摄氏度的黑体辐射,是中子星组合极限温度的3倍。高能物理的胜地,全人类的智慧,互联网的起源,迄今为止更大的粒子物理实验室,欧洲核子研究中心,拥有恐怖的大中型强子对撞机。
它在寻找希格斯玻色子的严峻日常任务中所产生的部分动能,相当于10万亿摄氏度的黑体辐射,换句话说,就是宇宙在膨胀后万分之一秒的温度。