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空想科学读本_第十三章 人工重力发生装置!

柳田理科雄
科普学习
总共16章(已完结

空想科学读本 精彩片段:

第十三章 人工重力发生装置!

自古以来有宇宙船的科幻作品,例如“宇宙战舰大和号”、“宇宙海贼哈洛克船长”

中的黄金乡号、或是StarTrek的企业号,都有一个共同特征,那就是:他们的船上都有“重力”!(其实,就连Gunndam中的白色基地、阿尔比昂号也都是有舰内重力的,反倒是后来的阿卡马号只有居住区有回转的离心力,到后来连拉凯拉姆这些旗舰都只有磁铁靴可用……越混越回去了?)事实上,长时间的宇宙飞行中,如果没有重力,不只是生活不便,连带会发生肌肉萎缩、骨骼钙质流失等现象。因此,像“2001太空漫游”中的发现号,就是用旋转居住区发生离心力的方法,使船员有重力的感觉(Gundam中的宇宙殖民地也是相同道理。),古早以前的太空站也是设计成圆环型,以便旋转造出离心力。为什么一定要圆的才能旋转呢?理由很简单,因为离心力的大小与回转半径、转速有关,圆型的设计可以使所有人员在相同的回转半径,以相同的转速,获得相同的离心力。

可是回头看看前面这些宇宙船,除了阿卡马的居住区以外,它们都不是“圆”的啊!

(企业号的舰桥部分是圆的啦……不过那部分要如何“转”呢?)如果大和号要用离心力的方式,那么有以下三种旋转方式:

第一:前后滚翻式(如图)。大和号就这么一路“翻”到伊斯康星去……这样子出来的离心力主要是在舰首(波动炮的地方)和舰尾(喷射口处)、以及舰桥最上部的舰长室(如图)。这样的话,回转速度只要18秒一回,让舰首、舰尾以秒速42公尺的速度回转,即可发生相当于重力的离心力。

但这一来有些问题:一是全员都要挤在舰首、舰尾,生存空间极小。而且冲田十三舰长必需倒挂在舰长室,有失威严……最大的问题是:因为离轴心的距离不一致,无法让这三个地方在同一转速下得到相同离心力!舰长室的离心力只有舰首,舰尾的2/3,若是要舰长享受正常重力,那其它船员就只好挤到舰首、舰尾忍受1.5倍的重力了……生存空间如此狭小,还要忍受高度重力的压迫,不会爆发叛舰喋血事件吗?长时间的航行,最好别做这种安排……第二个方法是左右横向回转(如图):这个方法,舰长室也变成无重力状态了,只剩下舰首、舰尾有离心力。回转速可以更慢一点,约22秒一回,舰首舰尾的回转速度约秒速34公尺。不过,这一来生活空间更小。

以上两种回转方式都有个严重缺点:因为主喷射口(舰尾)和波动炮口(舰首)都在转,所以根本不能改变方向!也无法发射波动炮!

来看看第三种:侧转。也就是以进行方向为轴,像钻子一样前进(如图)。这一来,全舰除了舰首及舰尾以外的绝大部分都有离心力了,居住区面积大了不少。不过可是有个地方特别突出,那就是舰桥!尤其是舰长室!如果要使舰身的离心力达到地球重力,必需6.3秒回转一次,而此时舰长室的转速是秒速79公尺!重力是正常的8倍!嗯……对身负重病的冲田十三老先生,这种居住环境好象不太适合?

(超赛亚人孙悟空:“没关系!我就是在8倍重力下才练成超赛亚人3的!照这样下去等29万6千光年走完时,你一定已经练成‘超冲田人13’了!加油吧!”冲田十三:

“哇咧X$#@!……”)不过,这个回转方式还是缺点一堆。首先,主炮甲板不停的翻转,怎么射击?舰尾的舰载机发射口也转个不停(特别是这种方式因为回转半径小,所以转速需要特别的快!

才有足够的离心力!),发射容易,归舰可就难了……而且别忘了,当回转半径改成这么小的时候,人类的“身高”也变成不能忽视的因素了!也就是说:一个人的“头”所受的离心力会比“脚”小得多!

以身高170㎝的人而言,他头所受到的重力只有脚部的83%(回转半径少了170㎝),这么一来,头部的血液会集中到脚上,除了会变笨,还会有萝卜腿……嗯,难怪他们都穿喇叭裤……不过……森雪……松本零士型美女变成那样,有点可怜……总而言之,大和号要用“离心力”来造出重力的方法,大概是不成的了……换别的方法吧!

故事中,大和号全员都是以舰底的方向为“下”,所以真的要造出“人工重力发生装置”,那应该是在舰底有这个东西“吸住”所有的人。(不只大和号,所有前述的有重力装置的宇宙船也应该都是如此)但是,什么是“重力”?照牛顿的说法,就是具有质量的东西,彼此间会有互相吸引的超距力。然而我们仍不了解除此之外如何产生重力。(同理,科学上也无法解释“反重力”要如何造出,因此前面所提的以反重力方式的飞行法都不列在本书的讨论中。)这么说来,要产生“重力”,还是只有靠“质量”了。在舰底放上一个与地球质量相等的东西,以产生与地球一般的重力如何?这一来,除非大和号的引擎能推动地球,否则是飞不起来了……换个想法,用高密度的物质,是否就能做出小型的“重力发生装置”呢?如果用黄金,也要4.9x10的24次方吨(冲田舰长:“你杀了我吧!”)!

另一个方法,就是利用相对论,物体在高速运动下,相对于静止的东西而言,有着与巨大质量相同的效果。如果让一个物体运动速度达到光速的99%,对于静止的物体而言,它就有着原本7.1倍的质量!利用这个原理,我们柳田理科雄所长设计了如下的“人工重力发生装置”:在大和号的下方,放置一个直径200公尺的铁环(这是为了把“重力”遍布全舰底),铁环本身是由直径2公尺的铁柱构成。

作品简介:

第一本令人捧腹绝倒的科普读物!

以科学理论检证耳熟能详的科学卡通漫画,

结论绝对让你出乎意料,爆笑不止!?坐到无敌铁金刚的指挥艇上,保证晕车!

随着竹蜻蜓飞走的只有多啦A梦的头皮……

超人力霸王要想飞起来,得长得像比目鱼!

体重两万吨的哥吉拉,一出生就被自己压死了!

假面骑士的瞬间变身,实在太有碍健康!本书中所说的空想科学,指的是特摄节目与卡通动画等等,近在我们身边的梦想世界。

在那里,巨大的怪兽会喷火肆虐,正义英雄能变身.变大,以超音速飞来。

这些耳熟能详的情景,以科学角度来看,正确程度究竟如何?如果硬是要实现的话,又会发生什麽事情呢?

这些单纯的问题,或许人人都曾感到纳闷。本书就是想要从现实科学的角度来进行讨论。

作者:柳田理科雄

翻译:谈璞

标签:空想科学读本柳田理科雄

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