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科學報 科學文摘 探索

如果我們不穿航天服,然後暴露在了太空當中,那麼會發生什麼?


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更新日期:2019520
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天文在線

根據流行科幻雜誌所說,在空間站繞著土星運動時,一個被刺穿的太空服內的人將會膨脹得十分可怕並且爆炸。在火星上,人類暴露在接近真空的火星大氣中眼睛會爆出腦袋,並且視覺神經掛在他們的半邊臉上搖晃。乘坐發現號宇宙飛船前往木星的途中,太空人大衛·鮑曼不僅毫髮未傷地在太空中行走了15秒,還順利通過開艙口返回發現者號。幸運的是,只有在科幻小說里人類才曾直接接觸太空真空,但在書中這些行為通常會有可怕的後果。

接觸真空就是接觸死亡,但在流行電影《全面回憶》中,對真空的描述並不那麼可怕。斯坦利·庫布里克2001年出版的《太空漫遊》似乎更接近事情的真相。

根據空間百科全書,當動物遭受爆炸性減壓至真空狀態時,它們不會立刻爆炸,眼睛也不會立刻從腦袋裡蹦出來。所以事實上,這樣幾乎不可能壓縮或擴張組織器官。

相反,組織中游離氣體的反應會導致死亡。當大氣壓降低至47mm汞柱(大約是海平面氣壓的1/20)時,所有組織里的水分開始從皮膚表面蒸發。蒸發會導致表面細胞的崩潰和人體熱量大量地流失。15秒後,你開始精神混亂,20秒後你失去知覺。如果氣壓重新升高到47mm汞柱,你可以大概存活80秒。

人類會意外暴露在接近真空的環境中的例子不少,如在真空艙中測試太空服,飛行員在10萬英尺高空駕駛軍用飛機。這些體驗並不致命,也不會特別不舒服,因為這種體驗通常只持續10秒到15秒。

斯凱樂的《載人航天災難與事故》進一步討論了基廷格氣球跳傘減壓事件:當海勒到達海拔最高點,他的右手變成了正常手掌的兩倍在著陸前他試著扔掉一些裝備,但受傷的右手讓他沒法扔掉東西。跳傘13分45秒後,他摔倒在地上。著陸3個小時後,他的腫脹的手掌和血液循環才恢復正常。

相關天文知識-真空

真空是沒有物質的空間。這個詞源於拉丁語形容詞「空」的空白。當容器中的壓力低於大氣壓力時,把低於大氣壓力的部分叫做真空。物理學家經常討論絕對真空環境中的理想測試結果,他們有時簡稱它為「真空」或自由空間,並使用術語「部分真空」來指代實驗室或太空中可能存在的實際不完全真空。
另一方面,在工程和應用物理中,真空是指壓力低於大氣壓力的所有空間。

拉丁術語中「在真空中」用於描述被真空包圍的物體。

圖片說明:一個大型真空室

部分真空的質量是指它有多接近絕對真空。同理,低氣壓意味著高質量真空。例如,經典的真空吸塵器產生的強大吸力減少了20%的大氣壓。較高質量的真空是可以實現的。超高質量真空艙常用於化學、物理、工程領域,工作在大氣壓(10−12)的萬億分之一以下(100毫帕),每3厘米約有100個粒子。

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外太空是一個較高質量真空環境,太空平均每立方米只有幾個氫原子。根據現代科學的理解,即使所有物質都可以從容器中移除,但由於真空波動、暗能量、過渡伽馬射線、宇宙射線、中微子和量子物理學中的其他現象,容器仍然不會是「空的」。
在19世紀的電磁學研究中,人們認為真空充滿了一種叫做以太的介質。而在現代粒子物理學中,真空狀態被認為是場的基態。

參考資料

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1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. astronomycafe

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