问题

在太空引爆核武器会有蘑菇云吗?

回答
在太空引爆核武器不会产生我们熟悉的蘑菇云,原因在于蘑菇云的形成机制。下面我们来详细解释一下:

蘑菇云的形成机制:

经典的蘑菇云,是我们观看核试验录像时最常见的景象,它的形成需要以下几个关键要素:

1. 大气层: 蘑菇云的形成离不开地球的大气层。核爆炸产生巨大的热量,会迅速加热爆炸点附近的空气。
2. 空气密度差异和浮力: 被加热的空气变得极热、极不稳定,密度大大降低。由于密度比周围较冷的空气低,这些热空气会受到浮力的作用,像热气球一样迅速向上升腾。
3. 冲击波和爆炸产物: 核爆炸会产生强大的冲击波,并将大量放射性尘埃、碎屑和蒸发物质(如土壤、岩石、金属等)抛射到空中。
4. 上升和冷却: 随着炽热的空气和爆炸产物一起上升,它们会逐渐遇到温度较低、密度较大的高层大气。这个过程导致热空气和爆炸产物开始冷却。
5. 冷凝和汇聚: 冷却过程中,蒸汽和一些挥发性物质会凝结成微小的液滴或固体颗粒。这些颗粒与上升的气流相互作用,将尘埃和放射性物质带到更高的高度。
6. 形成顶部结构(“帽子”)和“茎”: 当上升的气流达到一个临界高度后,上升的动力减弱,热空气和爆炸产物会向四周扩散,形成蘑菇的顶部(“帽子”)。而持续上升的气流则形成蘑菇的“茎”,将物质从爆炸点向上输送。整个过程看起来就像一个倒置的蘑菇。

为什么太空没有蘑菇云?

太空是一个近乎真空的环境,这意味着:

没有大气层: 这是最根本的区别。在太空,没有空气可以被加热、膨胀和上升。核爆炸的能量会以电磁辐射(如伽马射线、X射线、可见光)和高能粒子(如中子、电子、质子)的形式直接传播。
没有浮力: 由于没有空气介质,也就没有因密度差异产生的浮力来驱动上升气流。
没有介质来携带和混合: 蘑菇云的形成需要大气层中的气体分子来与爆炸产物混合,并随着上升的气流形成结构。在真空中,只有爆炸产生的物质本身。

太空核爆炸会发生什么?

尽管没有蘑菇云,太空核爆炸依然会产生极其严重的后果,其影响与地面或大气层核爆炸截然不同:

1. 强烈的电磁脉冲(EMP): 这是太空核爆炸最主要的威胁之一。高能伽马射线与空气分子(如果爆炸点离地球近,仍会有一点点稀薄大气)或爆炸装置本身的原子相互作用时,会产生大量的自由电子。这些电子在地球磁场作用下会以极高的速度运动,产生强大的、短暂的电磁波。这种电磁脉冲可以瞬间瘫痪或摧毁暴露在外的电子设备、通信系统、电力网络等。
2. 高能粒子辐射: 核爆炸会释放出大量的伽马射线、X射线、中子等高能粒子。这些粒子会以极高的速度向四面八方扩散。
对宇航员和航天器: 如果爆炸发生在近地轨道,这些辐射对太空中的宇航员是致命的,即使穿着防护服也难以幸免。它们会穿透航天器的外壳,损害电子设备、电池以及对生命维持系统造成破坏。
范艾伦辐射带的改变: 地球周围存在范艾伦辐射带,是地球磁场捕获的带电粒子形成的区域。太空核爆炸会向这些区域注入大量的能量和粒子,极大地增强辐射带的强度,并可能将其扩展到更远的范围。这会使原本安全的近地轨道变得充满危险,对卫星和未来可能存在的空间站构成长期威胁。
3. 硬X射线和伽马射线爆发: 核爆炸会产生强烈的X射线和伽马射线爆发,这些辐射会直接向外传播。
4. 等离子体云: 爆炸会产生一个巨大的、高温的等离子体云,由电离的原子和电子组成。这个等离子体云会以爆炸为中心向外膨胀,并在地球磁场的作用下发生复杂的相互作用。

总结来说,太空核爆炸不会有蘑菇云,是因为形成蘑菇云所需的物质和环境(大气层、浮力、介质混合)在真空中都不存在。 相反,太空核爆炸的影响主要体现在电磁脉冲和高能粒子辐射等方面,这些影响对现代电子化社会和太空活动具有毁灭性的打击。

网友意见

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答案很简单:不会。因为人类已经作死的试过了。下面就是太空中引爆核弹的样子:

但很多人说是球状,也不完成正确。如果是在近地轨道,会受地球磁场影响而变成椭球状。

代号:鱼缸行动

1959年,苏共中央与美英等国开始谈判禁止试验核武器协议(并提出暂缓向中国提供原子弹图纸资料),约定谈判前三年大家都不试验核武器。到了1961年8月30日,就在古巴导弹危机一触即发时,苏联方面宣布终止三年的暂停试验,并在1961年10月引爆的有史以来最大的沙皇炸弹。于是美国也抓紧时机上马了代号为“多米尼克行动”[1]的36次核试验[2],其中高空核试验系列的代号为:鱼缸行动。[3]

此时,在当年搞出曼哈顿计划的阿拉莫斯实验室科学家们已经制造出了一批爆炸当量为140万吨TNT(兆吨级)的W49型热核弹头,是落在广岛的核弹的百倍之多。

1962年7月9日晚上10点多,一枚携带W49热核弹头的雷神火箭,从夏威夷西边的约翰斯顿岛发射。鱼缸行动的试验目的是想要了解如何消除高空爆炸突袭的威胁,以及了解核武器碎片如何与地球磁场相互作用。而这一天被称为“海星一号”(Starfish Prime)的发射行动,是鱼缸事件中五次外层空间试验中飞得最高的一次,它在发射13分41秒后[4]离地球399公里处爆炸,399公里什么概念?我们知道卡门线是100公里,而400公里差不多是在现在中国空间站的轨道高度。

鱼缸行动:太空中的核爆炸试验 https://www.zhihu.com/video/1424314865842802688

爆炸看起来如何?

即使在那个疯狂的时代,由此产生的爆炸效果也让人难以置信。由于太空中没有大气层,所以没有标志性的蘑菇云,也没有产生爆炸波。但爆炸不仅以热和光的形式强烈涌现,还以伽马射线和X射线的形式释放高强度辐射和电磁脉冲[5]。从视觉上看,先是在云层中出现一道明亮的白色闪光,初始速度为2000公里/秒,然后迅速变成一个不断扩大的绿球,辐射和强光照亮了天空,火球下方的大气变成了一块发光的大煎饼。

爆炸形成的球体分为内外两部分,中央核心膨胀相对缓慢,外球壳膨胀较快,500微秒时已达2公里直径。在爆发后的0.04-0.1秒内,从夏威夷群岛毛伊岛拍摄到其外球壳沿着地球磁场方向被拉长,形成了一个椭球形状的火球,并在1.2秒内膨胀成1840公里长、680公里宽的椭球状,其主轴线沿着地球磁场线方向。[6]椭球大约在16秒后崩溃消失。

在400公里的高度上,爆炸能几乎不受阻碍地传播数千公里。在爆炸的早期阶段,很大一部分爆炸产物被电离成等离子体,从而可以被地球磁场所影响,也可以与下方的大气撞击发生库仑散射。

最初绿色的光变成了紫色暗淡下去,地平线上的整个天空开始出现明亮的红色光芒,大部分星星已经看不见了。如果你那时正好在夏威夷,你抬头会看到天空中有一个蓝绿色的圆球被血红色的巨大的环所包围。[7]1分钟后,少部分蓝绿色和更多粉红色条纹出现在天空,持续了近30分钟。

在高层大气中爆炸的炸弹没有生成人们熟悉的明亮的白色蘑菇云和剧烈的爆炸声,只产生了大量的极光。在爆炸发生后的几分钟内,因为爆炸产生的带电粒子与地球磁场的相互作用,在地球上的科学家观测到了数千公里的蛇形极光,远至新西兰,在爆炸几天后仍肉眼可见[8]。仿佛人类又造出了一个耀眼的新太阳。

夏威夷出现方圆数百公里的大面积停电,路灯熄灭了,雷达和导航系统也中断了,电子通信完全停摆。同时最终使近地轨道上三分之一的卫星瘫痪,包括第一颗商业中继通信卫星-Telstar 1、英国第一颗卫星Ariel-1、TRAAC等七颗卫星。它也向人类秀出了太空核武器的肌肉和撒但的力量。

苏共中央也不甘示弱,在三个月后的1962年10月22日,在300公里的高度也引爆了一枚30万吨级的热核弹头,在未经事先警告的情况下将哈萨克斯坦人口稠密地区的570公里长的民用电话线和1000公里的民用电力电缆炸瘫痪了。

1963年7月15日,美、英、苏在莫斯科恢复谈判,很快达成协议。8月5日签署了《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》,外太空核试验戛然而止。但那些年爆炸产生的核辐射飘散及全球,至今仍做为鉴定红酒年份的有力依据,我们每个人的骨头里也都有核爆炸遗留下的痕迹。

为什么不是蘑菇云?

说了这么多,最终开始回答正题了。

当炸弹爆炸时,巨大的能量会迅速地向四面八方喷射。那么,为什么在地球上核爆炸会产生蘑菇云,而在太空中是膨胀的火球呢?

其实,能量爆发在最初确实是形成了一个热空气的球,球中心在几毫秒内就会产生极高温,这使得球中心的热空气比边缘的较冷的空气密度更低,在重力场中有一个更快的上升趋势,所以尽管整个球体都在上升,但中间部分更快地上升导致球体外的冷空气开始冲入正在上升的球底部。[9]这导致上升的气球扭曲成环形或甜甜圈形状。



同时,由于中心的极快速移动会在球下方形成一个低压区,地面各种烟尘和碎片被低压推上高空,在底部形成了蘑菇的茎(评论区更正:菌柄)。这股巨大的能量让高温气流一起上升,直到遇到能将水蒸气结成冰的寒冷平流层后,其被压制才不再继续上升,而改为向四周扩散,形成了“蘑菇顶”。

而在没有大气的太空中,爆炸周围缺少可以补充的气体,从而无法将初始的球体推动扭曲成环形,即使在月球上引爆也不会出现所谓低气压区,就自然无法形成蘑菇云了。

愿世界和平。



谢谢你的耐心阅读。喜欢的话请左划关注我,我会分享更多无用的知识给你的。

参考

  1. ^ https://military-history.fandom.com/wiki/Operation_Dominic#cite_note-DOE.2FNV-209-1
  2. ^ http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Dominic.html
  3. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Starfish_Prime
  4. ^ https://military.wikia.org/wiki/Starfish_Prime
  5. ^ https://www.doh.wa.gov/Portals/1/Documents/Pubs/320-090_elecpuls_fs.pdf
  6. ^ 《地球物理研究杂志》,第111卷,第A12期,第211页(2006年)
  7. ^ 美国国防核机构报告DNA-6040F,AD-A136820,p.241.
  8. ^ https://www.scienceabc.com/eyeopeners/happen-nuke-exploded-space.html
  9. ^ 美国加州伦斯利・弗莫尔国家实验室的计算工程研究员凯蒂・伦德奎斯特
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你好,请问你见过太阳麽

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空爆的氢弹都没有蘑菇云了,更不用说太空中了。

影视作品中,太空里面的爆炸效果都含有冲击波,按道理应该没有,不过有可能因为某些波段的辐射,能够带来能量释放过程中波动效果也说不定。

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