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有人擔心以后宇宙飛船快了會被宇宙碎片擊碎,怎樣規(guī)避?

時空通訊
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這是一位網友提出的原問題:如何保護以99.9%光速行進的星際飛船免受碎片撞擊?

這個問題誰也不知道,因為現在人類與這個速度還相差很遠?,F在人類飛行器最快的就是帕克號太陽探測器,現在它在太陽迄今最近的距離對太陽進行探測,速度為每秒約100千米。到了2024年12月,它將最后一次最近距離接近太陽,屆時距離太陽表面只有約600萬千米,以每秒約200千米的速度掠過太陽日冕層,接受1400℃的高溫炙烤,成為人類最近距離撫摸太陽這只“老虎”屁股的探測器。

即便是這個速度,也只有光速的萬分之六多點,這與光速99.9%就不止是差十萬八千里了,而是每秒差約56萬里。

不要說光速99.9%的速度受到宇宙碎片撞擊,就是帕克號受到一個雞蛋的撞擊,也會粉身碎骨成為齏粉,即便旅行者1號每秒17千米的速度也會被一個雞蛋撞得粉碎。我們可以想象每秒才30米速度的汽車,你撞上一個石頭看看,不要這個石頭有速度,只要用一根線掉在路中間,被汽車撞上也是車毀人亡。

所以我們現在奢談什么接近光速被物體撞上都是扯淡。誰能夠說出解決辦法那就是大神,這種大神在這個世界上除了坑蒙拐騙,騙你沒商量之外,沒有任何價值。

時空通訊是個具有那么一點科學思維的人,喜歡用科學的方法思考問題,因此回答不出這種問題,只能告訴想聽完美答案的一些同胞們幾個科學預測:

1、人類未來航天速度瓶頸的突破,很可能不是依靠速度,而是依靠愛因斯坦引力場論,尋找蟲洞走捷徑或者依靠曲率航行的縮地功。這兩種移動方式都不是速度的突破,而是知道了時空的規(guī)律后,通過走時空捷徑和扭曲時空的方法前行。

這種前行不受光速極限限制,只需要對規(guī)律認識的突破和能源認識的突破。這里面的道理很深奧,咱吃瓜群眾不是科學家,只知道個大概就行了,沒必要去討論技術細節(jié)問題。不過時空通訊過去相關文章對這方面多有討論,有興趣的讀者可以前往查看。

2、人類航天傳統(tǒng)速度肯定是要提升的,比如達到光速的幾分之一或者一半光速等等,現在NASA已經啟動的百年星艦計劃,設計的星艦就是朝著能達到12%光速目標奮斗的;霍金在生時啟動的突破攝星計劃,設計理念是用激光催動光帆,帶著微型探測器前往半人馬座a星,目標速度是達到光速的20%。

如果技術真的達到了這種程度,那就會同時考量如何規(guī)避撞擊發(fā)生的設計。在科幻影視中,一般采用的都是防護盾技術,就是用能量場或者磁場在飛船周圍形成一種防護罩,避免一些撞擊和攻擊。

但這些都還處于科幻階段,沒有真正的技術理論支撐。所以即便有一些防護,也只能防護小的撞擊,根本無法防護較大撞擊。高速航天器最主要的防范措施是預防,如提升航線監(jiān)測水平和監(jiān)測距離,讓飛船能夠提前規(guī)避。規(guī)避撞擊才是最主要的防范手段。

3、宇宙中是十分空曠的,這種空曠出乎你的想象。我們在網絡上??吹揭恍┨栂祱D片,有一個密集的小行星主帶和柯伊伯帶,密密麻麻充滿了小行星;在遙遠1光年的太陽系邊際,還有密集的奧爾特云彗星帶,據說這里的彗星有萬億顆之多。這些圖片的小行星帶和奧爾特云帶密不透風,把太陽系包裹起來。

但事實上并非如此,我們看到繁星滿天的夜空,都在太陽系外,最近的恒星都有4光年以上,遠的天體有數百萬光年;而望遠鏡還可以看到數億甚至百億光年以外的天體,這些天體并沒有被什么小行星帶、奧爾特云帶遮蔽或干擾,是什么原因呢?

原因只有一個,宇宙是空曠的,根本不像那些圖片畫的那樣充滿了密集的天體碎片。我們可以計算一下奧爾特云帶彗星的平均密度。

先按球面積來計算,球面積計算公式為:s=4πr^2。這里s為球體表面面積,r為球體半徑。

我們把太陽系邊緣假設為一個球體,其面積為:4x3.14x9460000000000km^2≈10^27km^2

也就是說在我們太陽系1光年半徑的外圍球面有1000億億億平方千米的面積,假設那里有10000億顆彗星,而且都在最邊緣的球面上的話,每顆彗星占有的面積是:

10^27/10^12=10^15km^2

這就是說每顆彗星占有的面積達到1000萬億平方千米,再開一個平方,每顆彗星之間平均相隔的距離就是約3162萬千米。事實上,奧爾特云帶不并不是在最外面一層,而是存在于出了柯伊伯帶就開始的將近1光年的區(qū)域,這樣分布在一個立方空間里,就又稀釋了很多倍了,何況10000億顆彗星也是一個高估數據。

小行星帶和柯伊伯帶大致也是這種情況,因此宇宙的空曠真的是超乎我們的想象。而一旦進入了恒星際空間,除了幾個粒子就什么也沒有了,你想撞上一塊什么東西都比中六合彩還要難上億萬倍。所以,人類飛行最遠的使者旅行者1號,早就飛入了柯伊伯帶了,依然暢通無阻,什么都遇不到,只有孤獨包圍著它。

結論:這種問題就是扯淡,毫無意義。

但時空通訊的回答包含著許多科學道理,希望能給您帶來快樂和收獲。

感謝閱讀,歡迎討論。

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