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1 # 時空通訊
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2 # 流星與天涯
有人提出：開個腦洞~把一艘核潛艇送入木星的液氫液氦海洋裡能夠航行起來嗎？
這個腦洞雖大，但有點殘缺。
這是一個完全不知道天高地厚常識的胡謅。這位朋友既然知道木星有液氫海洋，難道就不知道那上面的液氫怎麼來的嗎？迄今我沒有看到木星上有液氦海洋的說法，因為液氦形成的條件更苛刻，一個大氣壓下相變溫度為4.215K，木星的高溫高壓無法形成液氦，只會形成液態氫和金屬氫。
在地球上，液氫是由氫氣經過降溫得到的液體，這個溫度要降到什麼程度呢？就是一個大氣壓下，降到20.37K以下，用攝氏度表示就是-252.78℃。這就是氫的沸點，也就是到了這個溫度它就沸騰變成氣態，低於這個溫度就變成無色透明的液態。而氫的熔點是-259.1℃，也就是13.96K，到了這個溫度就會變成雪花狀固體。
即便是這樣地球上獲得的液態氫，有什麼樣的潛艇能夠承受如此酷寒呢？
而且液態氫的密度為70.8kg/m^3，固體氫的密度為86kg/m^3。在地球上，潛艇是在水中航行的，水的密度為1000kg/m^3，是液態氫的14倍，才難夠使船舶或潛艇浮起。如果在液氫中航行，要用什麼材料製造這個潛艇才能夠浮起來，並且能夠承受零下259℃的低溫呢？
泡沫塑膠的密度為100~400kg/m^3，都要比液態氫密度大數倍，不過鋼鐵也比水密度大數倍，只要巧妙設計就可以浮起來。但有誰敢乘坐在泡沫塑膠做成的潛艇裡，在-259℃的低溫裡航行？要知道泡沫塑膠最低耐受溫度只是-80℃，而液氫的溫度比這低三倍多。
木星上液氫形成方式與地球完全不一樣。
液態氫在木星上是由於高溫高壓而形成的。
木星是一個而巨大氣態行星，整個星球以氣體為主。木星大氣按分子量由約88~92%的氫，8~12%的氦組成，其中有少量的其他成分。按質量則約為75%的氫和24的氦%，還有約1%的甲烷、水蒸氣、氨氣等氣體。
木星是太陽系最大的行星。在太陽系一共有八大行星，木星一顆的質量就是其他七大行星加起來的2.5倍，木星的半徑有71492km，是地球的11倍多，體積是地球的1300多倍，質量是地球的318倍。
木星沒有固態表面，只有一個比較小的岩石星核，這個核心一般認為體積約地球2倍，質量約地球10~15倍。體積增加1倍半徑相當地球的1.26倍，也就是說這個核大約在8000km左右，而木星半徑為71492千米，除了這個核心，上面還有63492km厚度的氣體。
這63492km的木星氣體分層結構是個啥樣呢？
一般認為，在木星大氣表面深入下去約5000km的厚度，是由氣態相變成液態氫的過程。隨著深入，大氣密度會越來越大，壓力和溫度越來越高，氣態就漸漸相變成液態氫。形成液態氫的壓力就已經有幾十萬上百萬個地球大氣壓力了，溫度已經達到數千K到上萬K。
液態氫的厚度大約有25000km厚，隨著液態氫深度的增加，壓力會越來越大，溫度也來越高，液態氫就漸漸相變成了金屬液態氫。雖說叫金屬氫，但由於是在高溫高壓下形成的，因此這裡的金屬氫並非固態的，而是熔融稠密液態的，這裡的溫度已經高達10000K以上，壓強達到360萬個以上，比地球核心壓力還要高。
金屬氫層又叫木星的氫幔層，相當地球的地幔，這個氫幔層厚度約有33000km。這裡的溫度從1萬K逐漸提高到2萬多K，壓力從幾百萬大氣壓，逐步加大到上億個大氣壓。到了木星的岩石核心，溫度達到30000K，是太陽表面溫度的5倍，壓力達到3億個，是地球核心壓力約100倍。在這樣的特殊環境下，實際上木星核心也不是固態的，呈現出熔融的牛皮糖狀或白蠟狀，是一種既有柔韌性，又比鑽石還要堅硬的奇怪物質，這種狀態在地球上無法模擬做到。
潛艇到了木星的結局。
在木星這樣極端環境下，如果真的有一艘潛艇到了那裡，是一種什麼樣的結局呢？
首先，這艘潛艇在進入木星大氣層後，要經歷冰火兩重天的考驗。木星大氣層表面溫度為-148℃，這一點倒沒什麼，因為人類發射的航天器都要經過這種寒冷考驗；但隨著木星巨大引力的拉拽，這艘潛艇會墜落得越來越快，還等不到木星本身隨著深度壓力溫度變化，就在與大氣的摩擦中焚燬了。卡西尼探測器完成土星探測任務後，投身進土星大氣層化為絢麗的火花，就是前車之鑑。
即便這艘潛艇是特殊材料製成，沒被大氣摩擦所焚燬，也無法承受越來越高的壓力和溫度，任何地球材料都無法承受液態氫層的高溫高壓，早就熔融成一灘液態雜物了，這灘雜物如果沒有被液態氫攪散的話，肯定比液態氫密度大，因此會一直沉下去，沉到金屬氫裡面去，最終沉到了木星核上。
本來在極高溫度下任何物質都會氣化掉，但在木星深處的高溫高壓下，物質只能相變成液態而無法氣化。
“潛艇”只能停留在木核上面。
木星核雖然是熔融狀態，但密度比地球大多了，從地球體積兩倍，卻有地球質量10~15倍就可以看出，密度至少比地球大5~7倍，地球密度為5.5g/cm^3，5倍就是約30g/cm^3，這是鐵的密度7.8g/cm^3的約4倍了，因此這灘雜物是不可能沉入木星核心了，只在核心上面的金屬氫裡面永遠的盪漾。
或許這就是這艘潛艇的歸宿，它依然在“潛”著，只是裡面前往探險的人們已經成為粒子，與這艘“潛艇”融為一體了。
當然，這艘潛艇真的要進入木星大氣層，還有很多考驗等待著它，比如木星風暴和木星雷電，都比地球厲害很多倍，目前人類完全沒有什麼辦法去應對。
因此在可預見的未來，木星是一個人類無法進入的地方。
科學考察的最深處，大概也就進入大氣層百十千米，方法就是釋放一艘有去無回的探測器，比如朱諾探測器，在完成木星各項探測任務後，就準備一頭扎入木星大氣層，利用沒有被焚燬前的短短几分鐘，獲取一些木星大氣表面稍深處的資料。
朱諾號的前輩伽利略號和卡西尼號已經做過這種嘗試，它也將前赴後繼。
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3 # 精彩影片片段餘小波
本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
有人提出：開個腦洞~把一艘核潛艇送入木星的液氫液氦海洋裡能夠航行起來嗎？
這個腦洞雖大，但有點殘缺。
這是一個完全不知道天高地厚常識的胡謅。這位朋友既然知道木星有液氫海洋，難道就不知道那上面的液氫怎麼來的嗎？迄今我沒有看到木星上有液氦海洋的說法，因為液氦形成的條件更苛刻，一個大氣壓下相變溫度為4.215K，木星的高溫高壓無法形成液氦，只會形成液態氫和金屬氫。
在地球上，液氫是由氫氣經過降溫得到的液體，這個溫度要降到什麼程度呢？就是一個大氣壓下，降到20.37K以下，用攝氏度表示就是-252.78℃。這就是氫的沸點，也就是到了這個溫度它就沸騰變成氣態，低於這個溫度就變成無色透明的液態。而氫的熔點是-259.1℃，也就是13.96K，到了這個溫度就會變成雪花狀固體。
即便是這樣地球上獲得的液態氫，有什麼樣的潛艇能夠承受如此酷寒呢？
而且液態氫的密度為70.8kg/m^3，固體氫的密度為86kg/m^3。在地球上，潛艇是在水中航行的，水的密度為1000kg/m^3，是液態氫的14倍，才難夠使船舶或潛艇浮起。如果在液氫中航行，要用什麼材料製造這個潛艇才能夠浮起來，並且能夠承受零下259℃的低溫呢？
泡沫塑膠的密度為100~400kg/m^3，都要比液態氫密度大數倍，不過鋼鐵也比水密度大數倍，只要巧妙設計就可以浮起來。但有誰敢乘坐在泡沫塑膠做成的潛艇裡，在-259℃的低溫裡航行？要知道泡沫塑膠最低耐受溫度只是-80℃，而液氫的溫度比這低三倍多。
木星上液氫形成方式與地球完全不一樣。
液態氫在木星上是由於高溫高壓而形成的。
木星是一個而巨大氣態行星，整個星球以氣體為主。木星大氣按分子量由約88~92%的氫，8~12%的氦組成，其中有少量的其他成分。按質量則約為75%的氫和24的氦%，還有約1%的甲烷、水蒸氣、氨氣等氣體。
木星是太陽系最大的行星。在太陽系一共有八大行星，木星一顆的質量就是其他七大行星加起來的2.5倍，木星的半徑有71492km，是地球的11倍多，體積是地球的1300多倍，質量是地球的318倍。
木星沒有固態表面，只有一個比較小的岩石星核，這個核心一般認為體積約地球2倍，質量約地球10~15倍。體積增加1倍半徑相當地球的1.26倍，也就是說這個核大約在8000km左右，而木星半徑為71492千米，除了這個核心，上面還有63492km厚度的氣體。
這63492km的木星氣體分層結構是個啥樣呢？
一般認為，在木星大氣表面深入下去約5000km的厚度，是由氣態相變成液態氫的過程。隨著深入，大氣密度會越來越大，壓力和溫度越來越高，氣態就漸漸相變成液態氫。形成液態氫的壓力就已經有幾十萬上百萬個地球大氣壓力了，溫度已經達到數千K到上萬K。
液態氫的厚度大約有25000km厚，隨著液態氫深度的增加，壓力會越來越大，溫度也來越高，液態氫就漸漸相變成了金屬液態氫。雖說叫金屬氫，但由於是在高溫高壓下形成的，因此這裡的金屬氫並非固態的，而是熔融稠密液態的，這裡的溫度已經高達10000K以上，壓強達到360萬個以上，比地球核心壓力還要高。
金屬氫層又叫木星的氫幔層，相當地球的地幔，這個氫幔層厚度約有33000km。這裡的溫度從1萬K逐漸提高到2萬多K，壓力從幾百萬大氣壓，逐步加大到上億個大氣壓。到了木星的岩石核心，溫度達到30000K，是太陽表面溫度的5倍，壓力達到3億個，是地球核心壓力約100倍。在這樣的特殊環境下，實際上木星核心也不是固態的，呈現出熔融的牛皮糖狀或白蠟狀，是一種既有柔韌性，又比鑽石還要堅硬的奇怪物質，這種狀態在地球上無法模擬做到。
潛艇到了木星的結局。
在木星這樣極端環境下，如果真的有一艘潛艇到了那裡，是一種什麼樣的結局呢？
首先，這艘潛艇在進入木星大氣層後，要經歷冰火兩重天的考驗。木星大氣層表面溫度為-148℃，這一點倒沒什麼，因為人類發射的航天器都要經過這種寒冷考驗；但隨著木星巨大引力的拉拽，這艘潛艇會墜落得越來越快，還等不到木星本身隨著深度壓力溫度變化，就在與大氣的摩擦中焚燬了。卡西尼探測器完成土星探測任務後，投身進土星大氣層化為絢麗的火花，就是前車之鑑。
即便這艘潛艇是特殊材料製成，沒被大氣摩擦所焚燬，也無法承受越來越高的壓力和溫度，任何地球材料都無法承受液態氫層的高溫高壓，早就熔融成一灘液態雜物了，這灘雜物如果沒有被液態氫攪散的話，肯定比液態氫密度大，因此會一直沉下去，沉到金屬氫裡面去，最終沉到了木星核上。
本來在極高溫度下任何物質都會氣化掉，但在木星深處的高溫高壓下，物質只能相變成液態而無法氣化。
“潛艇”只能停留在木核上面。
木星核雖然是熔融狀態，但密度比地球大多了，從地球體積兩倍，卻有地球質量10~15倍就可以看出，密度至少比地球大5~7倍，地球密度為5.5g/cm^3，5倍就是約30g/cm^3，這是鐵的密度7.8g/cm^3的約4倍了，因此這灘雜物是不可能沉入木星核心了，只在核心上面的金屬氫裡面永遠的盪漾。
或許這就是這艘潛艇的歸宿，它依然在“潛”著，只是裡面前往探險的人們已經成為粒子，與這艘“潛艇”融為一體了。
當然，這艘潛艇真的要進入木星大氣層，還有很多考驗等待著它，比如木星風暴和木星雷電，都比地球厲害很多倍，目前人類完全沒有什麼辦法去應對。
因此在可預見的未來，木星是一個人類無法進入的地方。
科學考察的最深處，大概也就進入大氣層百十千米，方法就是釋放一艘有去無回的探測器，比如朱諾探測器，在完成木星各項探測任務後，就準備一頭扎入木星大氣層，利用沒有被焚燬前的短短几分鐘，獲取一些木星大氣表面稍深處的資料。
朱諾號的前輩伽利略號和卡西尼號已經做過這種嘗試，它也將前赴後繼。
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這個腦洞雖大，但有點殘缺。這是一個完全不知道天高地厚常識的胡謅。這位朋友既然知道木星有液氫海洋，難道就不知道那上面的液氫怎麼來的嗎？迄今我沒有看到木星上有液氦海洋的說法，因為液氦形成的條件更苛刻，一個大氣壓下相變溫度為4.215K，木星的高溫高壓無法形成液氦，只會形成液態氫和金屬氫。
在地球上，液氫是由氫氣經過降溫得到的液體，這個溫度要降到什麼程度呢？就是一個大氣壓下，降到20.37K以下，用攝氏度表示就是-252.78℃。這就是氫的沸點，也就是到了這個溫度它就沸騰變成氣態，低於這個溫度就變成無色透明的液態。而氫的熔點是-259.1℃，也就是13.96K，到了這個溫度就會變成雪花狀固體。
即便是這樣地球上獲得的液態氫，有什麼樣的潛艇能夠承受如此酷寒呢？而且液態氫的密度為70.8kg/m^3，固體氫的密度為86kg/m^3。在地球上，潛艇是在水中航行的，水的密度為1000kg/m^3，是液態氫的14倍，才難夠使船舶或潛艇浮起。如果在液氫中航行，要用什麼材料製造這個潛艇才能夠浮起來，並且能夠承受零下259℃的低溫呢？
泡沫塑膠的密度為100~400kg/m^3，都要比液態氫密度大數倍，不過鋼鐵也比水密度大數倍，只要巧妙設計就可以浮起來。但有誰敢乘坐在泡沫塑膠做成的潛艇裡，在-259℃的低溫裡航行？要知道泡沫塑膠最低耐受溫度只是-80℃，而液氫的溫度比這低三倍多。
木星上液氫形成方式與地球完全不一樣。液態氫在木星上是由於高溫高壓而形成的。
木星是一個而巨大氣態行星，整個星球以氣體為主。木星大氣按分子量由約88~92%的氫，8~12%的氦組成，其中有少量的其他成分。按質量則約為75%的氫和24的氦%，還有約1%的甲烷、水蒸氣、氨氣等氣體。
木星是太陽系最大的行星。在太陽系一共有八大行星，木星一顆的質量就是其他七大行星加起來的2.5倍，木星的半徑有71492km，是地球的11倍多，體積是地球的1300多倍，質量是地球的318倍。
木星沒有固態表面，只有一個比較小的岩石星核，這個核心一般認為體積約地球2倍，質量約地球10~15倍。體積增加1倍半徑相當地球的1.26倍，也就是說這個核大約在8000km左右，而木星半徑為71492千米，除了這個核心，上面還有63492km厚度的氣體。
這63492km的木星氣體分層結構是個啥樣呢？一般認為，在木星大氣表面深入下去約5000km的厚度，是由氣態相變成液態氫的過程。隨著深入，大氣密度會越來越大，壓力和溫度越來越高，氣態就漸漸相變成液態氫。形成液態氫的壓力就已經有幾十萬上百萬個地球大氣壓力了，溫度已經達到數千K到上萬K。
液態氫的厚度大約有25000km厚，隨著液態氫深度的增加，壓力會越來越大，溫度也來越高，液態氫就漸漸相變成了金屬液態氫。雖說叫金屬氫，但由於是在高溫高壓下形成的，因此這裡的金屬氫並非固態的，而是熔融稠密液態的，這裡的溫度已經高達10000K以上，壓強達到360萬個以上，比地球核心壓力還要高。
金屬氫層又叫木星的氫幔層，相當地球的地幔，這個氫幔層厚度約有33000km。這裡的溫度從1萬K逐漸提高到2萬多K，壓力從幾百萬大氣壓，逐步加大到上億個大氣壓。到了木星的岩石核心，溫度達到30000K，是太陽表面溫度的5倍，壓力達到3億個，是地球核心壓力約100倍。在這樣的特殊環境下，實際上木星核心也不是固態的，呈現出熔融的牛皮糖狀或白蠟狀，是一種既有柔韌性，又比鑽石還要堅硬的奇怪物質，這種狀態在地球上無法模擬做到。
潛艇到了木星的結局。在木星這樣極端環境下，如果真的有一艘潛艇到了那裡，是一種什麼樣的結局呢？
首先，這艘潛艇在進入木星大氣層後，要經歷冰火兩重天的考驗。木星大氣層表面溫度為-148℃，這一點倒沒什麼，因為人類發射的航天器都要經過這種寒冷考驗；但隨著木星巨大引力的拉拽，這艘潛艇會墜落得越來越快，還等不到木星本身隨著深度壓力溫度變化，就在與大氣的摩擦中焚燬了。卡西尼探測器完成土星探測任務後，投身進土星大氣層化為絢麗的火花，就是前車之鑑。
即便這艘潛艇是特殊材料製成，沒被大氣摩擦所焚燬，也無法承受越來越高的壓力和溫度，任何地球材料都無法承受液態氫層的高溫高壓，早就熔融成一灘液態雜物了，這灘雜物如果沒有被液態氫攪散的話，肯定比液態氫密度大，因此會一直沉下去，沉到金屬氫裡面去，最終沉到了木星核上。
本來在極高溫度下任何物質都會氣化掉，但在木星深處的高溫高壓下，物質只能相變成液態而無法氣化。
“潛艇”只能停留在木核上面。木星核雖然是熔融狀態，但密度比地球大多了，從地球體積兩倍，卻有地球質量10~15倍就可以看出，密度至少比地球大5~7倍，地球密度為5.5g/cm^3，5倍就是約30g/cm^3，這是鐵的密度7.8g/cm^3的約4倍了，因此這灘雜物是不可能沉入木星核心了，只在核心上面的金屬氫裡面永遠的盪漾。
或許這就是這艘潛艇的歸宿，它依然在“潛”著，只是裡面前往探險的人們已經成為粒子，與這艘“潛艇”融為一體了。
當然，這艘潛艇真的要進入木星大氣層，還有很多考驗等待著它，比如木星風暴和木星雷電，都比地球厲害很多倍，目前人類完全沒有什麼辦法去應對。
因此在可預見的未來，木星是一個人類無法進入的地方。科學考察的最深處，大概也就進入大氣層百十千米，方法就是釋放一艘有去無回的探測器，比如朱諾探測器，在完成木星各項探測任務後，就準備一頭扎入木星大氣層，利用沒有被焚燬前的短短几分鐘，獲取一些木星大氣表面稍深處的資料。
朱諾號的前輩伽利略號和卡西尼號已經做過這種嘗試，它也將前赴後繼。