怎样将两块金属合二为一？在宇宙中，只需将它们放在一起就行了

来源：互联网 2024-11-12 23:30:35 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

1989年，伽利略号木星探测器从亚特兰蒂斯号航天飞机上发射，踏上了前往木星的行程。

整个行程耗时6年，直到1995年底，伽利略号木星探测器才抵达木星轨道，在开始的长期飞行过程中，伽利略号上的通信天线是默认收起的，而在飞行了一年之后，当科学家们想要打开天线进行数据传输的时候，一个意想不到的事情出现了，天线怎么也打不开，而原因就是天线已经粘在了一起。其实说“粘”并不太合适，其更像是我们平时所说的焊接，这到底是怎么一回事呢？

如果我们想要让两块金属合二为一，应该怎么办呢？在地球上，我们能够想到的最好方法恐怕就是焊接了，焊接简单来讲就是对两块金属准备相接的部位进行加热，在高温的作用之下，金属分子的运动速度加剧，金属熔化为熔融状态，两块金属的分子快速相互扩散，最终结合到了一起。

在宇宙中，若想让两块金属合二为一，并不需要像在地球上一样麻烦，我们不需要加热，只需要将两块金属放在一起，相互接触，它们自然就能融合为一块，这种现象就被称之为冷焊。

伽利略号木星探测器的天线无法正常打开就是因为这种冷焊现象。冷焊现象到底是怎么一回事，为什么将两块金属放在一起就能合二为一呢？先来说说金属的内部发生着什么，一块金属表面上看起来是一个静止不动的整体，但实际上其内部的原子却无时无刻不处于运动之中。温度的本质就是运动，当一个物体处于绝对静止状态下时，它的温度也会达到绝对零度，而即使是空旷的宇宙，其平均温度也不过-270.15摄氏度，距离-273.15的绝对零度还有所距离，所以没有什么东西是绝对静止的。

金属内部的原子运动与气体和液体不同，在理想状态下，金属原子之间的排列是规则而有序的，原子与原子之间空余的部分是不足以容纳一个原子的。

但理想状态只存在于理想之中，在现实之中，金属材料总是存在着微观上的缺陷，这种缺陷会使得一些本该有原子的位置被空了出来，因为有空位的存在，周围的原子便会向空位移动，移动又会产生新的空位，这就形成了金属内部原子的无规则扩散运动。了解了金属内部的世界，我们就可以来聊聊冷焊现象了。宇宙是近乎于真空的，在星系之中，平均每立方厘米大约只存在1个粒子，而在星系与星系之间更为空旷的空间中，平均每立方米可能才存在1个粒子。

在近乎于真空的环境下，当我们把两块金属放置在一起的时候，由于它们之间没有任何的其它杂质，比如空气和尘埃，所以它们会亲密无间地贴在一起。

这个时候，位于两块金属相接边界上的原子就有些蒙了，自己这一侧是与自己一样的金属原子，而另一侧也是与自己一样的金属原子，那么“我”到底是哪一边的呢？还是说大家本来就是一起的？于是金属内部的原子无规则扩散不再局限于自己这一块金属内部，两块金属开始相互扩散，于是合二为一，这就是冷焊。冷焊具有很多优点，整个结合过程非常快速，而且不会出现任何变形，强度更是与金属本身的强度一致，不过冷焊对于环境的要求是非常苛刻的。在地球上，绝对的真空环境是不存在的，两块看似紧密相贴的金属之间会存在大量的气体分子、尘埃以及氧化层，有这么多东西阻隔，原子又不是傻子，当然能够分得清自己是哪一边的，所以自然不会跨越重重障碍向另一块金属扩散。

那么我们是否可以在地球上制造真空环境来实现冷焊呢？是可以的，不过这与我们平时储存衣物食品所说的抽真空可不是一回事，我们那种抽真空距离真空还差了十万八千里。

要制造超真空环境，需要一个密封性极高的腔体，然后还要用到机械泵、离子泵、分子泵等，可不是一件容易的事。即便于此，通常也只能达到10的-9次方帕斯卡，而月球的真空环境大约为10的-10次方帕斯卡，其平均每立方厘米所拥有的粒子数量大概为8万个左右，这与银河系中每立方厘米1个粒子的真空环境相比还差得远呢。

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