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有没有可能外星人交通很发达但武器很落后? 第1页

  

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“外星人交通很发达但武器很落后”是《异星歧途》之类小说故意写出来讽刺人类“穷兵黩武”的点子,实际上不可能。

现在的绝大多数科幻作品与科普书没有介绍关于宇航载具的一项基础常识:

  • 任何实用的恒星际飞行器都是大规模毁灭性武器。
  • 即使没有安装任何额外的武器,它的动力装置或它本身足以给生物圈或天体造成惨重的打击。

这涉及科幻小说的 Jon 定律:

  • 任何有趣的恒星际飞行器都是毁灭性武器。
  • 有趣,指不让读者感到无聊。

认真展现航行工具的毁灭力量,往往会造成故事在开始时立即结束,那也是只能间歇性使用的点子。


一、接近真空光速

随着速度接近真空光速,飞行器上扔出的任何载荷都将可以给天体造成严重伤害。飞行器的喷口喷出的高能粒子或辐射可以轻易消灭生物圈。

以真空光速的 86% 飞行的物体的动能,与它的不变质量对应的能量相等。在这个速度下,不变质量 10 吨的物质砸到目标上可以放出约 900000000000000000000 焦耳的能量,相当于质量 20 亿吨的小行星以 30 千米每秒的相对速度撞上目标,或是 20 万枚百万吨TNT当量的战略核武器在目标上爆炸。

反物质动力装置可以喷出巨量高能伽马射线,其燃料也是致命的武器。

对于燃料以外有 10 吨重的小型飞船,如果要像许多科幻小说描写的那样靠反物质加速到接近真空光速(姑且定为真空光速的 99.5%,飞行器加速时以 1g 均匀加速到该速度,减速时以 1g 均匀减速到 0),飞船加速需要的燃料是自重的 20 倍,减速又 20 倍,这还是单程航行,如果要回家那么又是加速 20 倍、减速 20 倍,飞船的总燃料量会变成 160 万吨,其中 80 万吨反物质。
对于反物质来说这是个天文数字。目前我们用 1 台加速器制造 1 克反物质要花三万年。
在这条飞船发射时,达到 1g 加速度需要 2.4E18 瓦的功率,在地球上发生这样的伽马射线喷发可以轻易消灭地球生物圈。而 80 万吨反物质只要拿出很小一部分在地球表面上湮灭,就能把地球生物统统炸死。

以真空光速的 99.5% 运动的飞行器上倒下来的任何垃圾都可以给行星造成大破坏。

在这种速度下,飞行器碰到的星际尘埃都是超高能宇宙射线,碰到的碎石会发生核爆炸。如果飞行器坚固到可以毫发无损地承受这些,它可以用较低速度飞行来撞毁各种常规物质组成的东西。

总之,所谓外星人如果能用高亚光速跨越黑暗太空飞到地球附近,飞行器靠动力系统或倾泻垃圾都可以轻易地在几秒之内单机屠灭地球生物圈,这事根本不需要携带别的武器。


二、超越真空光速

超越真空光速在我们目前的科学体系下是接近不可能的。

如果所谓外星人有办法超越真空光速,其使用的技术能给常规天体造成严重的破坏。

简单举例——

虫洞:产生和维持虫洞需要的巨大能量·负能量可以给任何常规天体造成严重伤害。产生直径1千米的虫洞让飞船通过需要的负能量跟太阳系所有质量在同一个数量级。很多使用这种设定的科幻作品干脆假设相对论是错误的,从而获得比较大的幻想空间。

曲率·曲速·虚无球:用异常空间为飞行器开道或包围飞行器。飞行器只要一直前进就能捅穿前方一切常规天体。


三、 宏观低速

没有高级技术,仍然有办法进行宇航。可以用电磁场或恒星风加速微生物、纳米机械等,飞向目标天体的生物圈。

这也是我们人类文明现在唯一的实体性星际攻击手段:借助太阳加速微生物去别的天体系统。

在地球公转轨道附近的太空中,直径2微米、密度与水相当的球状微生物受到的阳光照射可以提供 10 厘米每二次方秒的加速度,随着逐渐飞离太阳,加速度会越来越低,但仍可以期待获得每秒 64 千米的速度,2 万年后就能到达比邻星。在靠近目标天体系统后它可以借助那里的恒星的光压等减速,而且也不用把速度减得太低。
即使要将这样的微生物加速到光速的 86%,需要给它的动能其实也只有 400J。


四、人类也知道原理的行星际飞船本身的战斗力

即使能量不那么高、速度不那么快也不另外携带武器,人类历史上设计过的核动力飞行器仍然令人畏惧。

在禁止核试验条约签署前,NASA 研制过 NERVA(火箭动力型核发动机),其设计是典型的 20 世纪 60 年代风格,用裂变反应堆加热液态氢从尾部喷出,喷气速度接近 8600 米每秒。要提高效率可以喷更重的分子。
这种设计对能量的利用很不充分且受到材料科学限制,飞船能期待的速度只适合在火星轨道内活动。

用可控核裂变诱发不可控核聚变进行恒星际航行的设计之一是 1987-1988 年的Longshot计划。在设想中,飞船将用 100 年时间抵达半人马座阿尔法B,平均速度是真空光速的 4.5%。飞船会减速到环绕该恒星运行。其推进机制是裂变反应堆提供能量发射激光点燃聚变燃料(惯性约束聚变)。

核裂变反应堆驱动的飞船可以将核燃料甚至失控熔融的堆芯倒在敌人头上,造成大范围的放射性污染。

20 世纪 50 年代,乌拉姆和埃弗雷特提出了核爆炸推进,戴森与泰德·泰勒拿出了这个系统的“猎户座计划”:在一条坚固的装甲飞船后方每秒引爆一枚热核武器,靠冲击波推进飞船,NASA 称之为核冲击驱动。其喷气速度可达 20000 米每秒,足以让飞船在太阳系内活动。在后续研究中,其设计有一些改进,最乐观的预想是其速度可以达到真空光速的 11%,能执行飞向比邻星的任务。
这个设计要处理的难题颇多,基本上只有科幻作品会使用,但星际旅行+爆炸确实跟戴森球一样能激发萌萌哒年轻人的想象力。

热核武器推动的飞船可以将这些热核武器扔向敌人。最小当量的热核武器在高空爆炸也可以产生强电磁脉冲打击民用基础设施,落地爆炸可以炸塌大量建筑物、点燃大火并随风散播放射性污染。




  

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