天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

作者:小千 更新时间:2024-08-07 点击数:

【千问解读】

海王星和天王星是太阳系中的气态巨行星,同时也是八大行星中距离太阳最遥远的两颗行星。

天文学家在过去长期的研究中发现,海王星和天王星上存在着超强高压,能轻易把碳原子压成钻石。

然而从目前对两颗行星的探测情况来看,它们含有的碳元素仅有1%左右。

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如果以地球为参考对象的话,那么行星要形成钻石至少需要碳元素达到15%左右,很明显天王星和海王星都达不到,因此长期以来科学家们认为这两颗行星上并没有人们所期待的钻石堆积如山。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

然而根据美国《Science Alert》科学期刊6月29日的报道,美国斯坦福直线加速器中心的一支研究团队发布最新研究成果,该成果表示天王星和海王星内部可能在下钻石雨。

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钻石是如何形成的?

学过中学化学的朋友应该知道,钻石和金刚石在本质上都是结晶碳。

最早对钻石本质进行解密的是法国化学家拉瓦锡,他在1772年通过凸透镜加热钻石的方法,使其在氧气中成功燃烧,然后通过测验发现产物中存在二氧化碳,从那时候起钻石的本质就被揭开了。

即使如此,它依然凭借着其稀有性和坚硬性,成为了绝大多数人追求的物质。

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钻石的形成首先需要足够的碳元素,然后先在特定的温度、压力等环境条件下转化为石墨,石墨再继续在更高温、更高压的环境中结晶形成钻石。

经过科学家们的研究,理论上形成钻石的压力至少要达到4.5Gpa,这相当于在地下200公里的环境。

其次是温度至少要达到1100摄氏度,这种温度条件在工业上还是可以创造出来的。

为何两颗行星的碳元素不足,还能形成钻石?

对此该研究团队的等离子物理学家麦克·邓恩表示,虽然海王星和天王星上的碳元素不足,但是它们的碳氢化合物比较充足,可以利用分解碳氢化合物的方法来获得单一碳元素,碳元素在行星内部高温高压的环境下被压缩成钻石,并因为密度比周围的物质高而不断往下坠。

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该研究团队不仅在前人研究的基础上提出了全新的假设,而且对假设进行了实验证明。

研究人员利用斯坦福直线加速器实验室里的X射线激光对钻石的形成进行了精确的测量,得到的结论是两颗行星内部的碳确实能够直接转化为钻石。

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为什么要对海王星和天王星进行探究?

由于海王星和天王星距离地球十分遥远,因此能够探测这两颗行星的探测器并不多,目前就只有旅行者二号。

而且旅行者二号也不是专职对两颗行星进行探测,它只是在罗国的时候进行了短期的探测,然后就飞走了。

因此人类对这两颗行星的了解比对木星、土星的了解要少得多,这意味着这方面存在着等待人类去探索的广阔空间。

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更重要的是,根据美国宇航局的研究发现,类似天王星、海王星这样的冰巨星在太阳系外更为常见,它们在银河系里的常见度是类似木星的行星的十倍左右。

因此如果能够对海王星和天王星的内部有所了解,那么科学家们则可以在不让探测器飞出太阳系的情况下对系外行星有更深入的了解。

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什么想法诱导了新发现的产生?

起初科学家们对海王星和冥王星不抱太多希望,是因为这两颗行星上的碳元素实在是太少了。

但后来他们通过研究发现,它们的核心可能存在着水、甲烷和氨等物质,这为该研究小组的想法提供了基础条件。

而且已经有实验证明,在一定的压力和温度下,甲烷可以作为原料转化为钻石。

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之后德国物理学家克劳斯使用X射线衍射证明了甲烷确实能够转化成钻石,因此该研究团队获得了启发,决定将该研究继续深入下去。

团队中的研究人员克劳斯表示,X射线衍射实验为他们新实验模型的搭建提供了一些重要参数,这也是后续研究能够顺利进行的重要基础。

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研究团队如何进行模拟气态行星内部的钻石形成过程?

实验开始后,实验人员利用光学激光脉冲照射聚苯乙烯,使其产生强劲的冲击波,冲击波打在材料上让材料立马升温到4727摄氏度,同时将大大提高了环境压力。

研究人员克劳斯表示,实验中所产生的气压相当于将250头非洲象放在大拇指指甲盖上,其气压之高难以想象

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之前的实验普遍使用X射线衍射来探测材料的内部结构,但这种方法一般只对类似甲烷这种呈现晶体结构的物质有用,对非晶体结构的物质则很难呈现出完整的图片。

研究人员为了解决该问题,采用了另一种方法来观测聚苯乙烯电子的散射情况,实验最终呈现出了较好的观察结果。

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该研究结果的意义重大,还可延伸到对木星和土星的研究

以上模拟实验证明,海王星和天王星的内部确实可能存在着下钻石雨的情况,这是首次有理论证明即使行星的碳元素不足,也有可能形成钻石,扩展了科学家们思考行星问题的思路。

同时也扩展了科学家对这两颗行星的认知,在得到一些真实的探索和研究数据之前,一切皆有可能。

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此外,克劳斯还表示在实验室里模拟出的行星内部的极端环境条件,同样可用于研究木星和土星的内部情况。

这两颗气态行星的大气中也存在大量的氢气和氦气,但大气层下的世界则还是一片未知的世界。

或许未来可以通过该发现的研究方法来探索木星和土星的内部情况,甚至是形成过程和演化历史。

宇宙中的钻石星球,距离地球约50公里

钻石在地球上属于稀有度极高的物质,原钻经过人工打磨后价格居高不下,目前市面上钻石的价格至少在一克拉上万块。

而且钻石越大,每克拉的价格就越高,因此往往会出现一些十克拉不到的钻石价格就去到了上百万。

正因为钻石在地球上的价格很高,因此不少网友打起了其他星球的主意。

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如果能够在宇宙中发现更多的钻石星球,等到人类航天技术发展到足够高的水平时,便可以对它们进行开采了。

这样的想法还真不是白日梦,至少科学家们已经在宇宙中发现了货真价值的钻石星球。

这颗编号为 BPM37093的星球是美国天文学家在2010年发现的,经过研究其核心由超高密度的结晶碳组成,也就是我们所说的钻石。

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根据天文学家的观测和研究数据显示,BPM37093是一颗白矮星,经推测它应该是一颗比太阳稍微大一些的恒星结束生命之后形成的,算是宇宙中较为稀有的类型。

它距离地球大约50光年,这个距离虽然距离地球并不近,但是相比起那些动不动就距离上千光年的类地行星来说,BPM37093还是在人类未来的探索蓝图内。

参考资料:

Science Alert 6月29日 《海王星下了钻石,现在我们终于可以知道》

古时候藩王有封地有兵权 明太祖朱元璋为什么还要逆天而行

还不了解:分封的读者,下面小编就为大家带来详细介绍,接着往下看吧~分封制一再作乱,为何朱元璋建立后还要选择此制度? 洪武三年,朱元璋大封皇子们为亲王,且往封地就藩,而且藩王们各个手握重兵,节制地方军政之权,也就是太祖将大明王朝定制为“封藩制”。

要了解历史上凡事搞“封藩制”的王朝,藩王无不作乱,更何况大明王朝的藩王们又有如此之大的军事特权,这岂不是眼睁睁地埋下“作乱犯上”隐患的种子?老朱皇帝为何要倒行逆施? 想要弄清楚这个事儿之前,需要先了解一下朱元璋之出身。

朱元璋应该是中国历史上最传奇的帝王了,说他传奇,原因之一就是他的出身。

论出身,朱元璋绝对是最卑微的开国皇帝,朱元璋是中国历史上唯一一位真正意义上农民出身的帝王。

与另一位出身卑微的皇帝——相比,朱元璋之出身同样无法匹及。

刘邦好歹还干过保长,而朱元璋在入伍搞事情之前,最“优越”之身份是和尚,而且是专门司职打扫卫生的小和尚。

而癖性行为与刘邦相比,年轻时期的朱皇帝就更是忠厚老实之人了,基本上属于逆来顺受,有口饭吃就行一般的顺民。

但是,身处末年,之际的朱元璋,硬是被生活锤炼得从一位老实巴交之人,变身成为一代枭雄,当然这一切功勋也离不开朱元璋与生俱来的超强大脑和强悍体魄。

最终,朱元璋终于成为元末的最后胜利者。

踏着失败者的尸骨头颅,登上了令无数英雄为之折腰的皇帝宝座。

朱元璋得以御宇天下,建立了中国封建社会最后一个汉人王朝——大明王朝。

明代版图 登上皇帝宝座,坐拥天下,按理说此时朱元璋应该志得意满,剩下的事情就是放手治理国家即可。

然而,心思缜密,深谋远虑的朱元璋并没有满足,他那颗“悬着的心”一直也没有“放在肚子里”,甚至此时此刻他更加惶恐不安了。

新晋皇帝朱元璋为何会如此反常?原因就是这些当年和自己的老哥们儿,老功臣们,着实难让朱元璋心烦不已。

一方面,这些人对朱元璋太了解了,他们不少人和朱元璋一起光着屁股长大,一起砍柴放牛,所以对于朱元璋神话自己的那些鬼话,他们大都嗤之以鼻。

再加之,这些人大多农民出身没有文化,更没有朱元璋那种学习提高之劲头,开国之后,这些人虽然公侯将相,但是行为粗鄙豪放,甚至有违君臣之礼,这些都让朱元璋十分反感。

而另一方面,这些功臣们又是朱元璋离不开的,因为开国之初,各地并非立马,死心塌地地接受朱元璋统治,各地规模型起义不在少数,同时北方蒙古政权()也是极大威胁,朱元璋需要这些的老臣们为自己平定叛乱,镇守边疆。

前文说过朱元璋这个人看的很远,什么事儿都想着,这也是朱元璋取得载入史册之功的原因之一。

除此之外,朱元璋还有一个特点就是十分重感情,也许有些读者会不以为然,这样一位诛杀功臣的皇帝居然会重感情?诛杀功臣是后来的事儿,当然也事出有因,后文再表。

就开国之初,朱元璋大封功臣之时,一口气封了六公二十六侯,这些人大部分都是他的老乡,更不乏发小玩伴。

而且拜公入侯朱皇帝还觉得“不过瘾”,竟然给这些人颁发了,免死金牌,这个只在评书小说中广为流传的传说,在大明王朝之初,成为现实。

据说,在颁发铁券之时,这些功臣们无不,。

这一时期,所有人都坚定不移地认为,这位带头大哥绝对够意思! 丹书铁券 注重乡土之情是农民出身朱元璋与生俱来的淳朴情感之一。

然而,我国百姓最注重的情感是什么?绝对是血缘至上,而以父(母)子之情最为重要。

所以,无论朱元璋如何奖赏功臣老乡,如何与这些人称兄道弟,最终还是比不上朱家血脉至亲的子孙们。

因此,在朱元璋内心之中,唯一真正信得过之人,只有他的儿子们。

基于这种最淳朴的父子之情,朱元璋需要逐步完成大明王朝由依靠功臣而转型为老朱家自我保卫江山之模式。

为了达到这一目的,朱元璋第一步计划就是分封诸位皇子为亲王,且有封地、有兵权,成年之后就要离开京城往封地就藩。

要了解,在明初,这些藩王各个盘踞一方,拥兵自重。

尤其是位居北方的这几位藩王,因为需要他们抵御北元之侵袭,所以各个更是手握大明王朝之精锐之师。

例如,皇四子燕王,也就是后来造反成功的,镇守北京佣兵过万。

而皇十二子,宁王朱权,因封地处于关口喜峰口外,最为突前,所以竟然佣兵八万有余,而他麾下的朵颜三卫,那更是之铁骑。

朱棣之所以能够掀翻侄子建文帝,正是因为施计策得到了宁王这朵颜三卫之雄兵。

而其他诸皇子也是要么把守关隘,要么身居江南富庶之地,为朱元璋看住老朱家的“钱袋子”。

朱元璋如此对自己的儿子们委以重任,稍有历史常识之人都会意识到它的弊端,西汉和西晋时期藩王乱政的例子并不少,而大明王朝这一倒行逆施的政策自然也很难逃脱历史悲剧之重演。

中国封建社会的知识分子,从不缺乏忠诚者,即使在朱元璋对文臣极其藐视的明初朝代,也有敢于冒死直谏之人。

这不,有一位名叫叶伯巨的大臣就指出“封藩之优渥太奢侈”,向朱皇帝陈述了这一大弊端之巨大隐患。

应该说叶伯巨此举完全出于一片忠心,更是为了老朱家江山稳固着想,而且言辞凿凿,有理有据。

然而,叶大臣却被朱元璋定义为离间他们父子骨肉亲情之人,决意要亲自将叶伯巨射杀以泄愤。

最后还是在诸位大臣劝谏之下,朱皇帝网开一面,将叶伯巨下了大狱,最后将其活活饿死在狱中。

类似这种的残杀文臣之事,太祖皇帝不了解干了多少。

叶伯巨的下场是令人生畏的,如此再不见哪个“不开眼”的在冒头。

然而叶伯巨所预测之事也是一点不差的如期而至。

就在朱元璋死后三年,燕王朱棣到底还是反了,而且成功夺位。

而被叔叔夺了皇位的太祖皇帝皇太孙朱允炆,生死未卜,下落不明。

这恐怕是朱元璋生前所未预料到的吧。

另外更让老朱皇帝“”的是,这种封地就藩制度成了明代中后期国家巨大的负担,就藩的王爷们,由于体制的限制,整天无所事事,混吃等死。

不但侵占国家大片良田,吸吮民脂民膏,而且还强抢民女,无恶不作,最终成了大明王朝灭亡原因之一。

最后这些的朱元璋后人们,虽然遍布全国,但是能得个好下场者寥寥无几。

(?—1380年) 言归正传,随着分封在外的亲王们长大成人且经过实战检验能够独当一面之时,朱元璋了解是到了清理一批功臣以及其子弟的时候了,因为这些人已经对于自己的统治已经不在那么必要了。

洪武三十二年,首当其冲的就是七十多岁的宣国公,由头竟然是十年之前的,罪名是李善长造反,这纯粹就是莫须有,进而“顺藤摸瓜”又牵连了一批公侯。

处理结果就是,这些人都株连三族,几万人死于非命。

紧接着,太子病死之后,朱元璋愈发觉得功高震主之武将不安全,于是在洪武二十六年,又制造了“案”,这次朱元璋又成功清洗了以凉国公蓝玉为首的又一批功臣及其三族家属,诛杀人数一二万之多。

经过老朱皇帝处心积虑地两次“大清洗”,大明王朝仅存的几位功臣一个个也早已被吓破了胆,只能苟活于世罢了。

这时候的朱元璋总算是放心了。

一生兢兢业业,自以为给子孙后代就下了一个铁打的万年江山的太祖皇帝,在洪武三十一年终于结束了他这“圣贤,豪杰,盗贼之性,实”的一生。

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比起天王星我们美丽的地球幸运多了!

天王星是太阳系由内向外的第七颗行星,其体积在太阳系中排名第三(比海王星大),质量排名第四(小于海王星),几乎横躺着围绕太阳公转。

天王星大气的主要成分是氢和氦,还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的"冰",与可以探测到的碳氢化合物。

天王星是太阳系内大气层最冷的行星,最低温度只有-224℃。

天王星表面大部分都是冰,看起来像晶莹剔透的玉非常漂亮!  据国外媒体报道,天王星似乎运气不太好。

它躺着旋转的姿势活像个酒鬼,一直是人们嘲弄的对象。

不仅如此,一项新研究还显示,它的几颗小型卫星可能会在接下来一百万年中相撞。

  天文学家指出,天卫九(Cressida)将是此次碰撞的始作俑者。

首先,研究人员利用地面望远镜与旅行者2号探测器收集的数据,分析天卫九与天王星η环之间的关系,从而推算出天卫九的质量。

天卫九的引力使η环略呈三角形,这种现象十分罕见,但对于天王星而言不足为奇。

天为九的质量很轻,只有月球的30万分之一。

研究人员表示,这标志着“首次直接测量出一颗天王星内圈卫星的质量”。

  从天卫九的质量和轨道数据来看,天文学家认为其难逃厄运。

由于天王星的27颗卫星分布得十分紧凑,该研究团队推断,在接下来的100万年内,天卫九将与邻近的天卫十(Desdemona)相撞。

而此前的研究和模拟结果显示,天卫27(Cupid)和天卫14(Belinda)也可能在接下来1千至1千万年间撞上彼此。

  天王星的卫星向来难以观察,不仅因为它们体积较小、距地球太过遥远,还由于它们被一种神秘的黑色物质所笼罩。

天卫三(Titania)和天卫四(Oberon)是卫星中最大的两颗,最早由英国天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)于1787年发现。

1986年,旅行者2号探测器在探访天王星时一举发现了10颗卫星,包括天卫十和天卫九。

此后,哈勃望远镜又将这一数字扩大到了27。

  再过100万年,我们早已不在人世。

但天王星将仍在空旷的宇宙中踽踽独行,目睹自己的卫星两两相撞。

比起天王星我们居住的美丽的地球要幸运的多,每次报道有小行星都是有惊无险的从地球擦肩而过。

100万年后,我们都不在了,但是我们希望人类居住的地球不要像天王星一样在宇宙中可能就消失掉!

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