回到现实,太阳真的会变得特别亮吗?我们能点燃木星吗?( 三 )


在恒星内部 , 氧(

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)有多种聚变体例 。 最为常见的是两个氧原子核(
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)聚变发生一个 硅原子核(
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)和一个 氦原子核(
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),同时发生 9.6Mev 能量——大要半斤八两于 2 个氧原子总质量的万分之三 。 比拟之下 , 在太阳内部发生的由 4 个氢原子核聚变为一个氦原子的聚变反映出产能量的效率要高得多 , 可以将肇端的氢原子的千分之七的质量转化为能量 。 当然 , 硅和氦也可以进一步地聚变 , 发生更多的能量 , 但总的来看 , 能量释放效率依然不及氢聚变的效率 。
若是我们假设氧聚变发生的所有能量 , 都用来加快产品中的硅, 使其直接喷射出去 , 那么后者可以达到光速的 3%摆布 。 我们还记得流量地球最终需要达到光速的千分之五 , 简单地套用火箭公式来计较地球最终耗损失落的质量 , 我们会发现地球在加快过程中需要损掉失落本身 20%的质量 。 这对地球来说可不是一个小事 , 地球的布局会是以发生显著的转变 。 不外 , 经由过程加倍合理地设计地球喷射引擎 , 用核聚变的能量来发电 , 并用电磁力驱动轻离子喷射 , 而非直接喷射核聚变产品 , 地球将可以把绝年夜大都的质量存留下来 。 不外 , 这仍然会永远地改变地球地壳中的元素组成 。
不外 , 不管怎么说 , 物理学根基定律尚未阻止人类带着地球离开太阳系 。
星际观光是科幻小说长盛不衰的母题 , 但常见的科幻设建都可以分为两类:上策是操纵“虫洞”或者“空间折叠”来打破爱因斯坦的相对论限制 , 实现超越光速地观光;下策是经由过程光速飞船来完当作恒星间的迁移 。 刘慈欣则独辟门路 , 将地球整体作为飞船 。 这可以最年夜限度的保留人类的生命 , 并且所依靠的手艺并未过分超出物理实际 。 恰是这种高配飞船加低配引擎的组合 , 制造出了片子中磅礴的排场和悲壮的故事 。
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为什么要接近木星
《流离地球》影片中 , 地球在接近木星的过程中 , 被木星的引力捕捉 , 发生了灾难性的后果 。 不外 , 为什么地球在逃亡的旅途上需要接近木星呢?我想这本家儿如果为了借助木星的引力弹弓效应来进行加快 。
下图是我从《安步到宇宙绝顶》中摘取的一个示例图 。 在起头的时辰 , 飞船以速度 v 飞标的目的行星 , 在行星的引力感化下 , 飞船的飞翔偏向完全改变 , 速度增添了 2U 。 这很像是迎着火车进步的偏向扔一个棒球 , 在碰撞后 , 棒球完全被反弹回来 , 而且从火车身上获得了新的动能 。 在引力弹弓变轨过程中 , 行星将动能传递给了飞船 , 而且改变了飞船的速度偏向 。
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引力弹弓效应早在上宿世纪七八十年月 , 就被普遍地引用于太阳系的深空探测 。 这此中最为闻名的当属观光者号的“伟年夜航线(grand tour)” 。 在 1980 年前后 , 木星、土星、天王星和海王星形当作一个比力怪异的摆列:它们城市运行到太阳系的统一侧 。 这种 175 年一遇的特别行星摆列 , 给了观光者号多次借助行星引力弹弓效应的机遇 。 观光者 1 号和 2 号得以一次拜候太阳系的好几颗行星 , 而且可以达到很高的航速 , 飞出太阳系 。

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