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天上一小时,地上七年?原来《西游记》真的不是骗人的

2020-09-01 15:00
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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外星球的一小时等于地球的七年、在火星可以用放射性物质取暖、太空碎片完全可能摧毁空间试验站……这些出现在科幻大片的设定是真实存在的,还是只是编剧大大的脑洞。他们的科学依据又是什么呢?

《星际穿越》中的几位宇航员讨论哪一个星球作为下一个目的地时,他们衡量的标准就是时间,哪一个更快一些。

《星际穿越》的设定是米勒星球的一小时等于地球的七年。小时候看《西游记》的时候就听过“天上一天,地上一年”的说法,这种现象是真实存在的吗?

是的。那么为什么会出现这种现象呢?

广义相对论中表明,在引力场中,离引力源越近,时间流逝会越慢。米勒星球距离黑洞卡冈都亚非常近,黑洞卡冈都亚附近的强大引力导致米勒星球的时间流逝速率变慢。

除了引力的问题,黑洞会弯曲时空。在那个离黑洞非常近的星球,时空弯曲非常严重,时空流速变得非常慢,在平直时空看起来,该星球上的人都在做慢动作。

《火星救援》中的“火星流浪人”为了解决取暖问题居然用钚材料Pu。众所周知,钚材料是一种放射性元素,是原子能工业的重要原料,可作为核燃料和核武器的裂变剂。

用放射性物质钚材料取暖,真的可行吗?

首先,用钚材料取暖完全没问题。影片中的装置叫放射性同位素热电发生器(RTG),是能够把钚材料衰变释放的热量转化成电力。现实生活中,NASA已经安全使用40多年了。

取暖的功率也是足够的。钚-238的半衰期仅为88年,这意味着它的放射性衰减之快可以让它非常炽热,能够使Pu-238烧的通红。

据悉,好奇号的RTG大概产生2000瓦的热量,使用寿命大概在14年左右。

最大的问题是,是否对人体有害?其实Pu-238放射性有害材质基本是一张纸就可以挡住的,更何况是厚厚的宇航服。

更让人害怕的是,Pu的剧毒气体,吸入人体后会对人体产生危害。不过在RTG的Pu是以陶瓷的形式制造的,不容易蒸发或者分解,在外还包着坚固的材料,泄露气体的可能性几乎为零。

《地心引力》中自东向西飘来大量的太空碎片,甚至都能摧毁空间实验室。这是真的吗?

轨道上出现卫星等航天器事故是正常的事件,发生轨道碰撞或者爆炸后,会形成无数的碎片,这是常常发生的事情。

摧毁空间实验室也是存在可能性的。如果像影片中那样如此密集的太空碎片是足以让宇航员丧命,因为仅仅一个油漆碎片在轨道上的能量不亚于一颗子弹,何况是爆炸后拥有一定初速度的碎片。这些碎片不仅速度快,而且块头大、密集。

不太可能发生的是自东向西的运动轨迹。按照地球“自西向东”自转方向,这些太空碎片不可能是自东向西向空间实验室砸去。这就是为什么发射卫星都是向东发射,正是利用地球自转减少发射卫星的燃料消耗。

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