聊天 - 你認為時光旅行可行嗎？

[ccbear]

作者: grc45

有個問題請問大大們，是有觀星體發熱的問題︰

１）太陽本身是熱融核的反應，但我們地球裡面（地心），自有地球以來地心一直熱到現在，不知道它是怎維持那麼熱的溫度到現在？被百分之七十的水包裹著按理講，它應該會降溫才是﹗

２）地球溫度的冷卻過程似乎看不太出來（是不是也有相當的類似核反應的現象以維持溫度？），還有，萬一地球的地心完全冷卻了，我們的地球和生物將會有個什麼樣的局面？

①
這個要從地球的形成開始探討，在地球形成之前，宇宙中有許多小行星繞著太陽轉，這些行星互相撞擊， 形成了原始的地球，地球形成時基本上是各種石質物的混合物。初始地球的平均溫度估計不超過1000℃，所以全部處於固態。形成後，由於長壽命放射性物質的衰變和引力位能的釋放，內部慢慢增溫。當地球內部開始出現熔融的物質，重力分異作用就開始，液態的鐵元素逐漸流向地心，形成地核，地幔的表層也逐漸分異出一層薄薄的地殼。一個具有分層結構的地球開始形成。


地核（Core）位於地球的最內部。半徑約有3470 km，高密度，平均每立方釐米重12克。溫度非常高，約有4000~6000℃。
它可再分為內 核和外核。由地震波的傳送可知，外核是熔融的。從源自其他行星核心的鐵隕石來推測，地核也是由鐵和鎳組成。地球磁場的自激發電機理論，也需要一個液態金屬外核的存在才能成立。至於內 核，則極有可能是固態鐵，所以地球就像是一顆大磁鐵。

另外大氣與海洋的形成是由於地球內部噴出大量氣體，其中帶著大量的水蒸氣，這些水蒸氣就形成了一圈包圍在地球外圍的大氣層，地球距離太陽的位置不會太近而致使水蒸氣被太陽蒸乾，地球本身的大小又有足夠的引力將大氣層拉住，所以地球才會有得天獨厚的大氣環境，大氣層形成之後就開始降雨，而形成了原始的海洋。


②

　　羅伯特-希斯特在論文中表示，研究人員們通過對由地震引發的地震波進行實時監控，進而對中美洲下面的地域進行了詳細地檢測。這一新發現將幫助地質學家研究地熱是如何通過地球內部傳到地球表面的。地熱的傳播過程引發了地球一系列的地質活動，如地震、火山、地磁場等等。科學家們計算，從地核傳到地表的熱量中，約有三分之一從地表散發到了大氣層中，也就是約42萬億瓦。

　　地震波的速度顯示了它們所過之處的化學和物理屬性。研究小組將地震波數據與礦物質物理屬性的數據進行綜合，就算出了地幔、地核和兩者邊界上的溫度。具體來說，有一種叫做鈣鈦礦的礦石可以在特定溫度和壓力轉化為後鈣鈦。而對應的這個溫度壓力邊界，可以通過定位該礦石轉換出現的點來確定。科學家經過計算，認為這個溫度約為6650華氏度(約3677攝氏度)，因此進一步估計地核部分區域的溫度甚至可以達到9000華氏度(約4982攝氏度)。在太平洋下面的某區域，地球在地心-地幔邊界損失的熱量約為7.5至15瓦，遠比原先估計的要高。

　　根據地震波的傳播速度判斷，地核可分為內核和外核，外核為液態，內核為固態。地核主要成分為鐵、鎳等。目前很多專家認為，地球內核中的主要物質有可能是處於晶體狀態的鐵鎳合金。但也有科學家在實驗中發現，將鐵加熱至熔融狀態，並把熔融鐵所處環境的壓力逐漸昇高至10萬個大氣壓時，熔融鐵的粘滯性會不斷增強，鐵中的晶格會逐漸受到破壞，其原子結構呈現出不規則排列狀態，即非晶體狀態。地球內核中的壓力最大可達約370萬個大氣壓，隨著壓力和溫度的增加，熔融鐵的粘滯性會繼續昇高，其非晶體特性會愈加明顯。因此，地球內核中的主要物質很有可能是粘滯性極高、處於非晶體狀態的、含鐵鎳成分的物質。

　　羅伯特-希斯特說，『然而我們對地球內部其他一些特征確實有了一定的了解。數年來，我們一直在研究地球內部由地震所引起的並以彎曲路徑傳播的震動波。通過研究這些波的路徑，我們可以確定在不同深度地球密度的增加情況。在我們所能往下鑽探的范圍內，地球皆由岩石組成，其密度並未隨深度出現明顯的增加。明顯大於岩石密度的物質是金屬，而最常見的金屬是鐵。因此，我們確信，地球有一個被岩石幔所圍的鐵核。越向地核深入，壓力會不斷增加，鐵的熔點也會不斷增高。事實上，鐵的熔點似乎比溫度上昇得要快。這樣，在地球最中心的75英裡范圍內，鐵核變為固態的內核。壓力已使鐵的熔點變得非常高，以至於不斷昇高的溫度也不能熔化內核。』

　　由於地核具備上述特征，所以科學家們在實驗室裡很難進行模擬，因此對它的了解也就很少。但有一點科學家是深信不疑的，那就是地球內部是一個溫度極高而且極不平靜的世界，地球內部的各種物質始終處於不停息的運動之中。

綜合以上的科學論文應該可以解釋地球內部溫度是不斷升高的，因為內合壓力大而不會融化，故所謂的熔岩是在外地核的部分以核融合狀態不斷流動，當壓力過高時即隨著地幔的裂縫處噴發出來。

[莊孝偉]

真空：無限能量的源泉

　　質子大小的真空區所包的能量可能與整個宇宙中所有物質所含的能量一樣多
　　去年，美國芝加哥伊利諾伊大學電氣工程教授喬丹·麥克萊得到了國家航空和宇航局為他研究真空能量提供的經費。他的研究項目是位於俄亥俄州克利夫蘭的國家航空和宇航局格倫研究中心「突破性推進物理學」計劃的一部分。該計劃的目標是尋找有可能為航天器提供動力的新的推進方法。他的計劃是製造一台微型機器，對這種真空能量及其產生的動力進行測量。如果一切進展順利的話，麥克萊有可能抓到一條巨大無比的魚。他希望能找到一種利用這種動力的辦法，讓它們去完成諸如驅動微型活塞、加熱冷水乃至為航天器提供動力等。
　　大多數人認為，真空是空蕩蕩的。但是，根據量子電動力學（一門在非常小的規模上描述宇宙行為的理論），沒有比這種觀點更加荒謬的了。實際上，真空中到處充滿著稱作「零點能」的電磁能，這正是麥克萊希望加以利用的能量。「零點能」中的「零」指的是，如果把宇宙溫度降至絕對零度（宇宙可能的最低能態），部分能量就可能保留下來。實際上，這種能量是相當多的。物理學家對究竟有多少能量仍存在分歧，但麥克萊已經計算出，大小相當於一個質子的真空區所含的能量可能與整個宇宙中所有物質所含的能量一樣多。
　　1948年，荷蘭物理學家亨德裡克·卡西米爾提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的 形態出現，並不斷以微小的規模形成和消失。在正常情況下。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，但卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，兩者之間的吸引力就越強。1996 年，物理學家首次對這種所謂的卡西米爾效應進行了測定。
　　麥克萊希望再前進一步，並在威斯康星州里奇蘭成立了量子場公司，以發展自己的設想。他和另外一些科 學家對卡西米爾效應產生的排斥力和吸引力進行了計算。麥克萊分析的重點不是金屬盤，而是微型金屬盒。麥克萊稱之為「空腔」。金屬盒的每個面均不超過1微米。實驗證明，卡西米爾力 及其方向取決於空腔的形狀。他說： 「如果一個空腔的形狀與比薩餅盒相同，那麼對金屬盒兩個寬面的壓力會 ．使它們靠攏，但對兩個窄面的壓力會使它們互相分離。麥克萊發現，這種空腔最有趣的地方是它又長又薄，大小與一個大腸桿菌不相上下。這種空腔的一個重要特點是其中一個寬面處於完全平衡的狀態：內向與外向真空壓力完全相等。不過，這是一種脆弱的平衡。這恰恰是它讓人感興趣的地方。
　　麥克萊打算製造一個處於平衡狀態的一面（稱為盒蓋）可以自由移動的金屬盒。倘若盒蓋從平衡點向內略微移動，空腔內的真空壓力將下沉，盒蓋將進一步向內收縮。倘若盒蓋向外移動，則結果正好相反，盒蓋向外擴張。由此產生的位移是非常小的，不到100毫微米。盒蓋將被吸附在一條微型彈簧上。因此。當盒蓋移動時，微型彈簧會被拉長或縮短，並且往往會返回原處。麥克萊希望，通過小心翼翼地使空腔的真空壓力和彈簧的彈性力保持平衡。並恰到好處地向盒蓋施放初始脈衝，他能夠製造出一個由卡西米爾力驅動的微型振蕩器。
　　麥克萊打算分幾個步驟攻克這一難題。卡西米爾排斥力一直未被測定，因此他的首要任務是看一看自己是否能完成此項工作。第二步是對形狀不同的空腔表面上的內向力和外向力進行測定，觀察它們是否與預測值相符。如果一切順利，他將準備製造一個共振空腔。
　　製造實驗性裝置的工作交給曾擔任微電子機械光學儀器公司的總裁和原子能工程師的羅德·克拉克來完成。該公司是一家制過微電子機械設備的公司。為了用硅製造出麥克萊的空腔，克拉克希望採用把傳統的平版蝕刻技術與澱積技術結合起來，這項技術過去用於製造集成電路。
　　麥克萊和克拉克目前的計劃是，在基片上製造一排由數百空腔組成的無蓋空腔，然後製造一個以蓋住整排空腔的蓋盒。這個蓋盒將懸掛在整排空腔上方的彈簧上，並一點點移向蓋盒。最初蓋盒應保持不動，但當空腔靠近到足夠近的位置時，真空壓力差異會引起蓋盒移動，甚至可能產生振動。透過顯微鏡仔細觀察蓋盒的表面，可以測出蓋盒的位移，而且精確度極高。
　　他倆希望在享受國家航空和宇航局資助的三年內能製造出三代裝置。

摘自世界科技譯報

這個小圓球提供了宇宙會一直膨脹下去的證據！ 這顆直徑稍比百分之一公分大的球，會在真空能量起伏(energy fluctuations)的推動下，移向表面平坦的平滑區域。 這種吸引力稱為卡西米爾效應 (Casimir Effect)，它的發現者在五十年前提出這種效應，目的在了解為什麼像美奶滋這種液體，流動的速度為何會如此之慢。 現在已經有相當多的證據顯示，宇宙中大部份能量密度的形態仍然未知，目前暫時被稱為是暗能量。 雖然目前對暗能量的形態和起源幾乎完全未知，不過科學家認為它可能和空間本身所產生的真空起伏有關，或者說是和卡西米爾效應可能有關聯。 這種巨大但神祕的暗能量，在重力上會排斥所有的物質，因此可能會造成宇宙不停地膨脹。 了解真空起伏，是現在科學研究的最前緣題材，它不但有助於我們了解宇宙，也可以幫助我們找出防止微機械零件粘著在一起的方法。


真空零點能（Zero point energy）

　　量子理論預示，真空中蘊藏著巨大的本底能量， 它在絕對零度條件下仍然存在， 稱為真空零點能。對卡西米爾（Casimir）力（一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。

　　現代科學認為真空並不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的系統，這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值上漲落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。早在1891年，科學家忒斯拉（Nikola Tesla）在一次演講中就提到：幾個世紀之後，也許我們可以從宇宙中的任意一點提取能量來驅動我們的機械。用今天的科學語言解釋，這種能源就是真空零點能，或稱空間能、自由能等。

　　關於零點能的設想來自量子力學的一個著名概念:海森堡測不准原理。該原理指出：不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此，當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動；否則，如果粒子完全停下來，那它的動量和位置就可以同時精確的測知，而這是違反測不准原理的。這種粒子在絕對零度時的振動（零點振動）所具有的能量就是零點能。狄拉克從量子場論對真空態進行了生動的描述，把真空比喻為起伏不定的能量之海。J. Wheeler估算出真空的能量密度可高達1095 g/cm^3。

　　1948年，荷蘭物理學家亨德裡克·卡西米爾提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的形態出現，並不斷以微小的規模形成和消失。在正常情況下。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，但卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，兩者之間的吸引力就越強。1996 年，物理學家首次對這種所謂的卡西米爾效應進行了測定。華盛頓大學Lamoreaux在他的學生Dev Sen協助下，對卡西米爾效應進行了精確的測量，該測量結果與卡西米爾對這一特殊板間距及幾何構形所預測的力相差不超過5%。Lamoreaux在他的實驗中，採用鍍金石英表面作為他的金屬板。另外一塊板固定在一個靈敏扭擺的端部。如果該板向著另外一塊板移動，則擺就會發生扭轉。一台激光器可以以0.01微米的精度測量扭擺的扭轉。向一組壓電組件施加的一股電流使卡西米爾板移動；而另一電子反饋系統則抵消這一移動，使扭擺保持靜止。零點能效應就表現為保持擺的位置所需的電流量的變化。Mohideen等人在加州理工學院作的實驗中，在0.1到0.9μm的範圍內，用原子力顯微鏡對卡西米爾力進行的測量結果，與理論值相差不到1%。

　　如果零點能可以提取，無疑將是人類所能夠利用的最佳能源了。它是潔淨，廉價的能源，是大自然給予人類的「免費的午餐」。宇宙中所有的物質都來源於零點電磁漲落能，我們身上的每一個物質粒子不停地與真空零點能發生能量交換，也就是，沒有任何一個物理體系稱得上是孤立體系的。根據物理真空的性質，我們可以從空間任何一點提取零點能，並轉換成我們所需要的能量形式。原子中電子繞核轉；太陽系中，行星繞太陽轉，幾十億年永不停息；超導和超流現象，這些都是大自然給我們的關於能源的啟示。

[K22514]

作者: ccbear

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這個要從地球的形成開始探討，在地球形成之前，宇宙中有許多小行星繞著太陽轉，這些行星互相撞擊， 形成了原始的地球，地球形成時基本上是各種石質物的混合物。初始地球的平均溫度估計不超過1000℃，所以全部處於固態。形成後，由於長壽命放射性物質的衰變和引力位能的釋放，內部慢慢增溫。當地球內部開始出現熔融的物質，重力分異作用就開始，液態的鐵元素逐漸流向地心，形成地核，地幔的表層也逐漸分異出一層薄薄的地殼。一個具有分層結構的地球開始形成。


地核（Core）位於地球的最內部。半徑約有3470 km，高密度，平均每立方釐米重12克。溫度非常高，約有4000~6000℃。
它可再分為內 核和外核。由地震波的傳送可知，外核是熔融的。從源自其他行星核心的鐵隕石來推測，地核也是由鐵和鎳組成。地球磁場的自激發電機理論，也需要一個液態金屬外核的存在才能成立。至於內 核，則極有可能是固態鐵，所以地球就像是一顆大磁鐵。

另外大氣與海洋的形成是由於地球內部噴出大量氣體，其中帶著大量的水蒸氣，這些水蒸氣就形成了一圈包圍在地球外圍的大氣層，地球距離太陽的位置不會太近而致使水蒸氣被太陽蒸乾，地球本身的大小又有足夠的引力將大氣層拉住，所以地球才會有得天獨厚的大氣環境，大氣層形成之後就開始降雨，而形成了原始的海洋。


②

　　羅伯特-希斯特在論文中表示，研究人員們通過對由地震引發的地震波進行實時監控，進而對中美洲下面的地域進行了詳細地檢測。這一新發現將幫助地質學家研究地熱是如何通過地球內部傳到地球表面的。地熱的傳播過程引發了地球一系列的地質活動，如地震、火山、地磁場等等。科學家們計算，從地核傳到地表的熱量中，約有三分之一從地表散發到了大氣層中，也就是約42萬億瓦。

　　地震波的速度顯示了它們所過之處的化學和物理屬性。研究小組將地震波數據與礦物質物理屬性的數據進行綜合，就算出了地幔、地核和兩者邊界上的溫度。具體來說，有一種叫做鈣鈦礦的礦石可以在特定溫度和壓力轉化為後鈣鈦。而對應的這個溫度壓力邊界，可以通過定位該礦石轉換出現的點來確定。科學家經過計算，認為這個溫度約為6650華氏度(約3677攝氏度)，因此進一步估計地核部分區域的溫度甚至可以達到9000華氏度(約4982攝氏度)。在太平洋下面的某區域，地球在地心-地幔邊界損失的熱量約為7.5至15瓦，遠比原先估計的要高。

　　根據地震波的傳播速度判斷，地核可分為內核和外核，外核為液態，內核為固態。地核主要成分為鐵、鎳等。目前很多專家認為，地球內核中的主要物質有可能是處於晶體狀態的鐵鎳合金。但也有科學家在實驗中發現，將鐵加熱至熔融狀態，並把熔融鐵所處環境的壓力逐漸昇高至10萬個大氣壓時，熔融鐵的粘滯性會不斷增強，鐵中的晶格會逐漸受到破壞，其原子結構呈現出不規則排列狀態，即非晶體狀態。地球內核中的壓力最大可達約370萬個大氣壓，隨著壓力和溫度的增加，熔融鐵的粘滯性會繼續昇高，其非晶體特性會愈加明顯。因此，地球內核中的主要物質很有可能是粘滯性極高、處於非晶體狀態的、含鐵鎳成分的物質。

　　羅伯特-希斯特說，『然而我們對地球內部其他一些特征確實有了一定的了解。數年來，我們一直在研究地球內部由地震所引起的並以彎曲路徑傳播的震動波。通過研究這些波的路徑，我們可以確定在不同深度地球密度的增加情況。在我們所能往下鑽探的范圍內，地球皆由岩石組成，其密度並未隨深度出現明顯的增加。明顯大於岩石密度的物質是金屬，而最常見的金屬是鐵。因此，我們確信，地球有一個被岩石幔所圍的鐵核。越向地核深入，壓力會不斷增加，鐵的熔點也會不斷增高。事實上，鐵的熔點似乎比溫度上昇得要快。這樣，在地球最中心的75英裡范圍內，鐵核變為固態的內核。壓力已使鐵的熔點變得非常高，以至於不斷昇高的溫度也不能熔化內核。』

　　由於地核具備上述特征，所以科學家們在實驗室裡很難進行模擬，因此對它的了解也就很少。但有一點科學家是深信不疑的，那就是地球內部是一個溫度極高而且極不平靜的世界，地球內部的各種物質始終處於不停息的運動之中。

綜合以上的科學論文應該可以解釋地球內部溫度是不斷升高的，因為內合壓力大而不會融化，故所謂的熔岩是在外地核的部分以核融合狀態不斷流動，當壓力過高時即隨著地幔的裂縫處噴發出來。

所以地球是得天獨厚的 火山爆發會平衡地球內溶岩溫度 否則地球溶岩溫度持續昇高 將內地核溶化 將使南北磁極產生錯亂
不但是人類 連依靠磁場飛行的鳥類 將是一大浩劫 說不定會發生地球大爆炸~~~