氣球在宇宙中會不會爆炸（太空中的氣球會爆炸嗎）

2023-07-28 08:49:58

外太空對任何將視線投向黑暗天穹的人而言都是壯美的，無論你是資深的太空人還是仰望星空的幼童。這片引人入勝的虛空鼓舞著人們的好奇，令人們渴望探究發生在其中的一切，比如說——如果在太空中引爆一顆原子彈會怎麼樣？不穿太空衣的人能在那裡存活多久？還有這個也許最為重要的問題——在太空中扎破氣球後會發生什麼？

好吧，也許不是所有人都好奇最後一個問題，但肯定有那麼幾個人足夠熱愛物理（或者說，足夠熱愛氣球爆炸的音效），以至於能夠被這篇文章吸引……所以一顆突然出現在黑漆漆的宇宙中的氣球將會經歷什麼呢？

簡答：由於外界缺乏大氣壓力，氣球會一直膨脹，幾乎在瞬間自行爆炸！

這個問題的真正有趣之處不在於你在太空中扎破氣球後會怎樣，而在於你到底有沒有可能親手「扎破」你的氣球。當你在地球上吹氣球時，你吹入氣球的氣體的壓力比周圍的大氣壓（1atm）更高，這個壓力差才是氣球「被吹鼓」的根本原因。當你把更多的氣體吹進有限的空間內時，氣體分子之間的碰撞頻率將會加大，導致氣球內的壓力上升，將氣球的橡膠壁撐大。

因此，當你在地球上一直不停地吹氣球，直到超過某個臨界狀態時，氣球就會爆炸。這是因為橡膠的彈性是有限的，它遲早會在內部氣壓的作用下失效破裂。這時候，氣球就會在你的臉前爆炸，並發出足以吵醒整個街區的超大噪音。

然而太空中可沒有外界的大氣壓（1atm）從四面八方向內壓縮氣球，因此一旦有人把空氣吹進氣球，那麼唯一能夠約束這些氣體的就是橡膠壁的彈力。這隻太空氣球裡的空氣將會以極快的速度膨脹，迅速拉伸橡膠壁，直到超出它的彈性限度，導致整個氣球爆炸。

事實上，在你將氣球從增壓倉（飛船的增壓倉，你應該能想像得出）裡取出的那一瞬間，氣球裡的高壓氣體就會在不到一秒的時間內迅速膨脹（幾乎可以看作是無阻力自由膨脹）然後爆炸。當氣球膨脹時，氣球內的氣體分子運動速度接近音速，甚至能略超過音速。一旦氣球爆炸，這些分子就會以稍低一點點的速度噴射進空曠的宇宙，直到它們撞上擋路的其他粒子為止。

而氣球的橡膠碎片也會類似地從爆炸原點直線飛出，朝著橡膠膜上最先出現的第一個裂口的反方向運動。就像前面提到的那樣：這個問題的重點不在於你能不能在太空中扎破氣球，而在於你是否來得及在高壓空氣替你撐爆氣球之前扎破它！

許多人都是為了那美妙的一聲「嘭」才去扎破氣球的，無論是為了在生日派對上吵醒打瞌睡的小孩兒還是為了把學校舞會上的女監督員嚇得屁滾尿流。然而，到了太空，你還能在氣體分子逃向宇宙邊緣的那一瞬聽到爆響嗎？

真不幸，答案是否定的。在這場宇宙氣球實驗中，你不會聽到一絲聲音，因為聲波是需要介質才能傳播的。通常而言，我們聽到的聲波的介質是空氣或水（至少在地球上應該如此），但外太空裡既沒有空氣，也沒有水。

當你在地球上吹起氣球時，它看上去平靜而且無害，但氣球的內部其實充滿了叫囂著要奪路而逃的氣體分子。事實上，如果你用小針刺破氣球，裡面的氣體就會以音速甚至超音速衝出來！當這股氣流路過我們的耳朵時，我們的耳膜就會接收到傳來的壓力波，而這就是「嘭」的一聲巨響的真實身份——天上的超音速飛機突破音障時的引發的那聲巨響也是一個原理！在外太空中，空氣分子同樣會在氣球破裂時向外膨脹，但宇宙裡並沒有大氣，也就沒有可供它們「打破」的音障。因此，太空中的氣球爆炸是一場純粹的默片。

當然，為了進入太空、在氣密艙裡吹氣球，然後再出艙行走觀賞氣球爆炸，你還有許許多多的準備工作要做。但你還是幸運的，至少我們可以幫你把最麻煩的部分（也就是理論推導）解決掉！

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. John Staughton-sciabc

NASA

National Geographic

How Things Fly

Air Pressure (Lauren) – The University of North Carolina at Chapel Hill

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處