地球、太阳是庞然大物还是渺小如尘埃-菜科网

【菜科解读】

作为一个物理老师，今天带大家来玩一个比大小的游戏！看看我们的宇宙到底有多大？

先从我们居住的地球说起，下面是网上的数据。

地球Earth是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。

地球赤道半径6378.137千米，极半径6356.752千米，平均半径约6371千米，赤道周长大约为40076千米，呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的球体。

相比地球上的建筑，地球真的是非常大了。

从宇宙看地球，陆地上所有宏伟壮观的建筑，比如中国的长城和埃及的金字塔等，都是肉眼看不到的。

和月球相比，地球的体积是月球的近50倍，地球也是大的很明显，如下图。

地球Earth是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。

那么地球跟太阳系其他行星相比有多大呢？

如下图所示。

再来跟天王星、海王星比较试试。

木星是太阳系八大行星中体积和质量最大的。

它的质量是其他七大行星总和的2.5倍还多，是地球的317.89倍，而体积则是地球的1316倍。

如果把地球和木星放在一起，就如同芝麻和西瓜之比一样悬殊。

地球跟木星相比感觉怎么，看下图。

但是这八大行星跟太阳比起来，都会显得非常渺小，看图吧！

地球小的快看不到了。

再看一张地球单独和太阳的对照。

太阳的体积是地球的130万倍，直径是地球的109倍。

如果说地球是一个乒乓球，那么太阳就是一座能够放下130万个乒乓球的大房子。

但是，太阳也仅仅是一颗普通的太阳而已，宇宙中随便拿一颗太阳出来，就有可能比太阳大的多，如下图的天狼星。

再来看北河三这颗橙巨星。

北河三Pollux，即双子座β星，意思是“拳术师”。

全天第17亮星晚上最亮的是大犬座的天狼星，视星等1.14等，绝对星等1.08等，距离33.78光年。

是颗K0III型橙巨星。

光度为太阳的43倍。

是距离地球最近的橙巨星之一。

再来看一颗红巨星——大角星，在这幅对照图上，太阳也快小的看不到了。

大角星距离太阳36.7光年,是一颗红巨星。

它的质量是太阳的1.08 倍,但它的直径是太阳的25.4倍,发光度大约是太阳的170倍,表面温度约为4300K。

再来看蓝超巨星，这幅图中太阳只剩一个小点了。

参宿七，太阳名，为蓝超巨星。

猎户座β，英文名Rigel，源自阿拉伯语，有“左腿”的意思。

全天最亮的二十颗太阳中排行第七名，又是最亮的蓝超巨星，虽然名为β星，但绝大多数时候比α星参宿四还要亮

再来看和猎户座一等星的对照，这次太阳是真正的看不到了。

猎户座一等星也叫参宿四，为参宿第四星，西方名称：Betelgeuse，又名猎户座α星αOrionis，是一颗处于猎户座的红超巨星猎户座一等星。

它是夜空中除太阳外第十亮的太阳。

这还没有完，还有很多更大的星体，很多叫不上名字的星体，大家感受下即可。

这些都只是星体而已，而宇宙之大主要是因为空间巨大，这些星体只能占到宇宙的极小一部分体积，甚至几亿亿亿……分之一都不到。

2003年，哈勃望远镜观测宇宙深处，看到了迄今为止最远的星系，距离我们足足130亿光年。

130亿光年是什么概念？

光1秒就能围绕地球7圈半，光走一年的距离就是一光年。

130亿光年，就是光走了130亿年才到地球附近。

这个距离超出了我们的想象。

更可怕的是，如果按照爱因斯坦的相对论，我们如果能看到那个星系所发生的事情，那也是130亿年前的情景了。

宇宙之大超出我们的想象，也衬托出了我们人类的渺小，所以如果有什么烦心事，看开一点吧！

感谢您看到这里，希望你能留言、关注、点赞。

最终用康德的这句名言结尾吧！

这世上有两样东西使我深深的震撼，一是头顶上浩瀚无垠的星空，二是人类内心崇高的道德准则。

与君共勉！

原文：有两种东西,我们愈是时常愈加反复地思索,它们就愈是给人的心灵灌注了时时翻新, 有加无已的赞叹和敬畏 ——头顶的星空和心中的道德法则。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

托卡马克（Tokamak）是目前最主流的可控核聚变装置，核心是用强磁场把上亿度高温的等离子体约束在环形真空室，实现氘氚聚变，被视为人类迈向 “人造太阳” 的核心路线。

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。

中国空间站人工胚胎实验｜全球首次太空生命探索，为人类深空驻留铺路

5 月 11 日，天舟十号货运飞船搭载人类人工胚胎实验样本成功发射并对接空间站；

当晚 10 时，航天员将样本装入空间站实验模块；

截至 5 月 13 日，实验进展非常顺利，自动化系统每天自动更换培养液，生命发育正常。

这是人类历史上首次在太空开展人工胚胎发育研究，中国再次拿下全球第一，为人类未来深空驻留、太空繁衍，迈出了历史性一步！很多人第一次听到 “人工胚胎”，会觉得科幻甚至不安，但请先放下顾虑：人工胚胎不是真实人类胚胎，没有发育成个体的能力，是用人类干细胞构建的、和真实早期胚胎高度相似的结构，专门用于科学研究，完全符合伦理规范，安全可控。

为什么一定要把人工胚胎送上太空？答案只有一个：为人类未来在太空长期生存、繁衍，提前探路。

地球生命在亿万年进化中，早已适应了地球1G 重力环境；

而太空是微重力 + 强辐射环境，这种极端环境，对人类早期胚胎发育会产生什么影响？会不会导致发育异常？人类未来能不能在太空怀孕、生育、繁衍后代？这些问题，在地球上永远无法找到答案，只有在太空，才能真正验证。

这次实验，精准锁定人类发育最关键的第 14-21 天窗口期—— 这个阶段，是人类所有器官前体形成、体轴（头尾方向）确定的关键时期，一旦发育异常，将直接影响个体一生健康。

实验设置了两组样本：一组放在子宫细胞上培养，一组放在微流控芯片里培养；

同时地面同步开展完全相同的对照实验，5 天后，太空样本冻存返回地球，天地对比分析，精准找出太空环境对人类早期发育的影响因子。

这不是一次普通的科学实验，而是关乎人类文明未来的探索。

如今，人类深空探索步伐越来越快：登月、火星探测、空间站长期驻留，未来甚至可能在月球、火星建立永久基地。

但人类要真正扎根太空，必须解决 “繁衍” 问题—— 如果太空环境会导致胚胎发育异常，人类就永远无法在太空长期定居；

而这次实验，就是要摸清太空环境对生命起点的影响，找到应对方案，为人类太空繁衍提供科学依据。

过去，太空生命科学实验，一直被西方垄断；

而今天，中国用全球首次人工胚胎太空实验，打破垄断，领跑世界。