看《复仇者联盟3》学物理,最强的是索尔?

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电影中,身为奥丁之子的雷神索尔为了打败灭霸(Thanos,也译为萨诺斯、魁隆)为众人复仇,与银河守护队的火箭浣熊和格鲁特来到尼德威阿尔(Niðavellir)找矮人铁匠帮忙铸造新的雷神之锤「暴风战斧(Stormbreaker)」。

然而,尼德威阿尔上的矮人帮忙灭霸铸造无限手套之后,就被全部杀害,剩下的一人也被夺去双手,只能以金属义肢代替,失去了铸造武器的能力。这个工厂以一颗「垂死的恒星」作为能量来源,可是工厂已停止运作,而失去双手的矮人亦无法修理。索尔必须修好工厂,并协助矮人铸造出风暴毁灭者。

虽然这些剧情好像很公式化,但也正好令我们能试试估计一下察索尔的力量到底(至少)有多强!

官方并没有解释「垂死的恒星」到底是指什么,不过从覆盖着恒星的工厂大小,我们可以假设这是一颗中子星。中子星是恒星演化的其中一个终点。高质量恒星的核心形成铁元素时,会失去抵抗重力的气体和辐射压力,恒星外壳就会坍缩,与密度极高的核心碰撞反弹,在几秒钟内释放出比整个银河系所有恒星更多的辐射。这个过程就是超新星爆发。

超新星爆发后,恒星大部分质量都会被抛到宇宙深处,成为孕育下一代恒星、行星,甚至生命的星尘。剩下来的核心有可能变成中子星,直径通常只有约20公里,大概一个纽约市的大小,可是质量却相当于一两个太阳。由于中子星密度极高,它的表面温度也非常高,大约为60万度。

密度高也就代表重力强。从电影中估计,索尔打开覆盖中子星的闸门时,离开中子星的距离顶多只有几百米。假设该中子星与我们的太阳一样重,并且半径为10公里,那么在其表面100米高的距离,重力就是地球表面的1千3百亿倍!能够在1千亿倍的重力下徒手打开能抵受中子星重力的巨大闸门,索尔的力量已经不是任何生物能够比较的吧!

我们知道一个物体所辐射出的光谱与其表面温度有关,这就是马克斯.普朗克(Max Planck)在1900年发现的黑体辐射定律(Blackbody Radiation Law)。例如我们都知道在煮​​食时,温度较高的火的颜色偏蓝,较低温的火则偏红,因为黑体辐射光谱的峰值会随温度移向偏蓝、较高能量的光。又例如我们的太阳表面温度约为6千度,其黑体辐射光谱峰值位于绿色可见光。

表面温度为60万度的中子星,其黑体辐射光谱峰值已远远超出可见光范围,位于X射线的波段之内。因此,中子星释放的能量,绝大部分是X射线。X射线能量非常高,是比紫外线更致癌的辐射。索尔是有带特制的防晒油的吧?

利用斯特凡—波兹曼定律(Stefan-Boltzmann Law),我们可以计算出不同表面温度的恒星释放出的辐射功率。而跟据计算,中子星表面的黑体辐射功率为每平方米7千万亿亿亿瓦!与之比较,地球每平方米接受太阳照射的功率只有,呃,1千多瓦……

就算不计其极强的重力,索尔能够抵受7万亿亿亿倍的太阳光辐射而不被烤成一堆基本粒子,根本就已经是逆天强横好不好!而且实际上,跟据广义相对论,中子星附近的时空会被扭曲至极端状态,反方向辐射也会照到索尔身上,因此实际数字会比以上计算更多!

物理证明,最强复仇者雷神索尔,实至名归~

《复仇者联盟3》预告片

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