作者:admin 发布时间:2023-03-02 03:24:28 分类:科技 浏览:766 评论:0
时隔半年,电影《星球大战:天行者崛起》的经典片段依旧历历在目:“银河皇帝”一怒之下,用强大的能量束摧毁了奇基米星。作为一部广受欢迎的经典科幻作品,作者丰富的想象力必定是源自最前沿的科学技术,那么,炸毁一颗星球到底需要多少能量呢?假如一颗小行星向地球飞来,人类有能力保护地球吗?
像地球这样的岩石星球,爆炸会产生高速飞行的岩石碎片。因此首先我们要估算岩石碎片飞行的速度。
宇宙中小行星飞行的速度通常是几千米/秒到几百千米/秒,它们的速度是光速(3亿米/秒)的十万分之一到千分之一之间。物体以这样的速度飞行通常不会表现出相对论效应,所以我们可以用经典的牛顿动能方程来推算岩石碎片飞行的能量。
我们假设爆炸产生的岩石碎片的飞行速度是500千米/秒,再引用地球的质量(5.972×10^24 千克),代入动能方程E=1/2×mv^2,可以计算得到总动能为7.465×10^35焦耳。
该怎样用我们熟悉的概念来理解这个能量呢?
1千克TNT炸药爆炸释放的能量为4.19×10^6焦耳,地球上人造核武器的TNT当量通常小到1000吨,大到1000万吨(10^10千克),例如广岛原子弹爆炸的威力相当于2万吨TNT当量。按照
最强大的人造核武器
(1000万吨TNT当量)来计算,蕴含的能量为4.19×10^16焦耳,这点能量远远不够炸毁一颗像地球这么大质量的岩石星球,只能炸毁相当于地球质量1000亿亿分之一(6×10^5千克),直径只有5米的那么一小块岩石。
能量是一个难题,功率是另一个难题。像《星球大战:天行者崛起》里用到的超级能量武器,需要在10秒钟内产生足以炸毁一个星球的能量,如果能量以焦耳为单位,时间以秒为单位,那么功率的单位就是瓦特。在10秒的时间内,产生的能量是7 x 10^35焦耳,这就意味着功率是7 x 10^34瓦。
这又是一个超出人类能力的数字。
我们身边最大的能量源其实就是太阳,然而它的总输出功率只有3.8 x 10^26瓦,跟所需的功率差了足足1亿倍。换而言之,
若要瞬间炸毁与地球相似的岩石星球,能量输出能力必须相当于1亿个太阳
,这显然又远远超出了人类的能力范围。
结语
假如宇宙中真的存在高级文明,能掌控炸毁地球的能量,那我们只能认栽了。
虽然人造核武器不能炸毁小行星,但是可以使它的
飞行方向偏移,这样就不会撞上地球了。现在科学界普遍接受的就是这个思路。所以,未来人类还是有能力从小行星手里拯救地球的。