【菜科解读】

地球是我们人类的家园。

而太阳系是地球的家园。

太阳系很大，太阳系很精彩。

你对它有多少了解呢？文中罗列了太阳系中的十大冷知识，每一条都出人意料，也很有意思，看看你是不是都知道呢？

太阳的质量是地球的33万倍。

科学家总是这样给我们科普太阳的质量，不知道考虑过地球的感受没有！总拿地球来说事儿，地球很委屈。

因为太阳的质量占据了太阳系总质量的99.86%。

也就是说，地球和太阳系中的其他天体的质量加起来也只占了太阳系总质量的0.14%。

我们知道太阳质量很大，却没想到它大的这么“霸道”！

通常我们会认为八大行星都在老老实实的围绕着太阳转动，其实不然。

太阳系中的所有天体，包括太阳在内都在围绕着太阳系的质心在转动。

那么太阳系的质心在哪里呢？太阳系的质心位于太阳表面之外约4.7万公里之处，并非在太阳的内部。

太阳从东边出来，打西边落下，这是人人皆知的常识。

其实太阳从哪边出来，完全取决于星球的自转方向。

地球的自转方向是自西向东的，所以我们在地球上会看到太阳东升西落。

然而在金星和冥王星那里，太阳是从西边出来的。

这是因为这两个星球的自转方向是自东向西的。

躺着围绕太阳转的星球也有两个

天文学家把行星的轨道平面和垂直于自转轴的平面之间夹角叫做转轴倾角。

太阳系中绝大多数围绕太阳公转的星球的转轴倾角都是小于30°的。

因此它们看上去都像是站着围绕太阳公转。

凡事都有例外，天王星和冥王星的转轴倾角一个是97.7°，一个是120°。

它俩看上去就像是躺在轨道上绕太阳公转一样。

太阳系空旷的超乎想象

从太阳到海王星，之间隔了45亿公里。

这中间行星级别的天体有8个。

如果把八大行星一个挨着一个的并排放在一起，它们只占据了大约40万公里的距离。

地球和月球之间的空隙就能排开它们。

由此可见太阳系是有多么的空旷啊！

太阳系最热的行星不是最靠近太阳的

水星是距离太阳最近的行星。

它到太阳的平均距离约5800万公里。

水星在太阳的烘烤下，白天表面最高温度能达到428℃。

然而它的表面温度却还不如第二靠近太阳的金星高。

金星表面平均温度高达462℃，最热的地方可能达到了500℃。

金星才是太阳系中表面最热的行星。

土星的平均密度比水小

土星是太阳系中第二大的行星。

它的质量大约是地球的95倍，体积大约是地球的764倍。

这么看来，土星的平均密度很小，只有地球的1/8。

地球的平均密度为5.51克/cm³，是太阳系八大行星中平均密度最大的。

所以，土星的平均密度只有0.69克/cm³。

土星的平均密度竟然比水还小。

假如太阳系中有一个足够大的海洋，土星就会漂浮在上面。

地球不是唯一表面有海洋的星球

地球还有一个好听的名字，叫做蓝星。

这是因为地球表面的大部分被蓝色的海洋所覆盖。

纵观太阳系中的八大行星，表面拥有海洋的只有地球一个。

然而表面有海洋存在的星球，太阳系中并不止地球一个。

土星最大的卫星土卫六泰坦的星球表面也有大面积的海洋。

不过土卫六上的海洋和地球上的有所不同。

形成土卫六上海洋的不是水而是液体的甲烷、乙烷。

和月球一般大的木卫一遍布火山

月球是地球唯一的天然卫星。

如果我们抵近观察月球就会发现，月球表面一片荒凉、死气沉沉。

有趣的是和月球一般大小的木卫一伊奥却和月球有着天壤之别。

它是太阳系中地质活动最活跃的星球。

木卫一上面分布着400余座随时都会喷发的活火山，面积堪比海南岛的熔岩湖，流淌了3500公里的岩浆。

地球不是水量最多的星球

我们经常说水是生命之源。

在人类的探测器还未踏足其他星球之前，我们认为水是地球上独有的物质。

后来我们发现水是太阳系中非常普遍的一种物质。

科学家在很多星球上都找到了水。

并且地球也不是水量最多的星球。

例如，木卫二、土卫六这些星球上的水都比地球多。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

"