吃掉太阳

2016-11-14 19:22
飞碟探索 2016年11期
关键词:泰德巨无霸爬行动物

问题:

地球人每年摄入的总卡路里量与太阳每天的热量输出之间的比例是多少?要想让前者与太阳的能量相当,我们需要怎样调整我们的食谱呢?

答:

0.000000000065%。

一个麦当劳的巨无霸所含的食物热量为540卡路里,换算成国际标准的能量单位,是2250000焦耳。太阳的热量输出为每秒3.828×1026焦耳。这已经足以告诉我们,如果想用吃汉堡的方法赶上太阳的热量输出,那是相当困难的。

为什么这么难呢?

太阳绝大部分的质量集中在核心,能量释放自氢原子聚变成氦原子的过程。就单位体积而言,太阳核心产生的能量并不算太多——一点儿太阳核心物质产生的能量与相同大小的爬行动物产生的能量总量差不多,比哺乳动物少一些。太阳之所以远比爬行动物热,是因为它体积巨大——热量一点儿一点儿地叠加起来了。总的来说,因为表面积和半径的平方成正比,而产热物质的质量和半径的立方成正比,因此,越大的物体越热。

爬行动物能以与太阳物质相近的效率产生热量,但如果爬行动物几个星期或几个月都不进食,它就会耗尽能量,并且饿死。另一方面,太阳却已经燃烧了数十亿年,并将继续燃烧更长时间——因为核聚变反应产生的能量要比脂肪或肌肉代谢产生的多。

那么到底多多少呢?奇妙的是,我们从已知的动物常识就能得出一个恰当的估计。动物用自身储存的能量,可以维持几周的生命活动——有的蛇或许可以撑几个月,然而太阳可以撑100亿年。这之间相差了1000亿倍。一个蛇肉巨无霸汉堡和蛇肉巨无霸汉堡大小的太阳核心物质,二者产生的能量差不多也是这个比例。(如果你仔细计算这个比例,就会发现太阳与巨无霸所含能量的比例要比二者寿命之比略低一些。动物体内有骨头、大脑之类的东西,而这些东西又无法像脂肪一样有效地转化为热量,这可以部分地解释这个问题。)

如果我们想用多吃点儿东西这种方法赶上太阳,我们需要吃很多很多。但一个人每天大概摄入几千卡路里的热量,我们也无法大幅提高这个量——毕竟我们并不是巨石强森。要想赶上太阳,我们需要的是更多的人。

我们假设有一个星系,其中满是适宜人类生活的星球,每个星球都寓居着70亿个美国司法部前副部长泰德·奥尔森的克隆体(别问我为什么是他)。每个泰德都胃口正常,整个星系消耗掉的热量加起来还是赶不上太阳。要想实现我们的目标,需要1000多个这种满是吃汉堡狂人泰德·奥尔森的星系。

目前最重要的问题是,怎样把这些食物分散到这些星系中去。因为如果要把这些食物集中到一个地方,你必须解决一个大问题。由于食物相比于太阳能量密度要低得多,那么想要赶上太阳,就需要很多很多的食物。太阳几天的热量输出量就相当于一个地球大小的汉堡,要与太阳整个生命周期释放出的能量相当,就需要一堆比太阳体积还大的汉堡。事实上,这将比银河系中央的超级黑洞质量还大。(这会产生一个新的黑洞。这可能会是一个新的星系中心。)

所以结论是,如果想要用吃汉堡的方式赶上太阳的热量输出,你需要开一些星际快餐分店。

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