人類可以製造出以每秒將近30萬(wan) 公裏的光速前進的光子,也可以把電子、質子這樣的亞(ya) 原子粒子加速至足夠接近光速的程度。然而,由於(yu) 相對論效應,人類當前還沒有辦法把宏觀物體(ti) 加速到亞(ya) 光速。
由於(yu) 沒有足夠快的速度,人類在很長時間內(nei) 都被束縛在地球上,無法掙脫地心引力。直到1957年,通過大量燃燒化學燃料的火箭,讓斯普特尼克1號能夠加速到8.1公裏/秒,使其成為(wei) 首個(ge) 進入太空的人造衛星。
但事實上,就在同一年,在第一顆人造衛星發射之前的一個(ge) 多月,有一個(ge) 窨井蓋獲得了遠超斯普特尼克1號的速度,這讓它有能力直接衝(chong) 出地球大氣層,甚至讓它可以衝(chong) 出太陽係,而它的動力來源竟然是核能。要知道,核動力火箭至今還是人類夢寐以求的東(dong) 西。
至於(yu) 這個(ge) 井蓋的來源,還要追溯到美國在1957年進行的“鉛錘行動(Operation Plumbbob)”,這是一係列的核彈爆炸試驗,其中包括幾次地下氫彈爆炸試驗。在試驗中,一個(ge) 計算錯誤導致了一場意外的發生。
1950年,自世界第一顆原子彈爆炸5年之後,美國計劃研製更具破壞性的核武器——氫彈。次年,物理學家烏(wu) 拉姆和泰勒在氫彈理論設計方麵取得重大突破,通過原子彈爆炸來引發氘核聚變是可行的。
1952年,美國引爆了世界上第一枚氫彈,其重量達到了65噸,爆炸之後產(chan) 生的能量為(wei) 1000萬(wan) 噸TNT當量,其威力遠超原子彈。此後,美國不斷改進氫彈,並成功實現了氫彈的小型化和實用化。
在之後的鉛錘行動中,又進行了人類首次的地下氫彈爆炸試驗。研究人員挖出了一個(ge) 深度150米、直徑1.2米的深坑。在坑底,注入了幾萬(wan) 升的水。在坑頂,焊接著一塊厚度為(wei) 10厘米、重達900公斤的鋼質井蓋,用於(yu) 控製核爆炸。
當豎井底下的氫彈被引爆之後,釋放出巨大的能量,豎井中的水瞬間被蒸發成水蒸氣,導致豎井內(nei) 的氣壓急劇升高。最終,焊接在豎井頂部的井蓋被掀開,火焰噴射到百米的空中。
這個(ge) 始料未及的結果源自於(yu) 研究人員算錯了小數位,導致實際的爆炸當量要比最初的設計當量高了5萬(wan) 倍。這樣的計算錯誤讓豎井變成了炮膛,井蓋成了炮彈,核爆炸根本無法被限製在地下。
當時,一架高速攝像機正在該豎井附近對其進行拍攝,結果隻捕捉到了井蓋飛上天的一幀畫麵。據此,科學家計算出井蓋的初速度高達66公裏/秒,或者每小時23.76萬(wan) 公裏,這相當於(yu) 音速的194倍,斯普特尼克1號軌道速度的8倍。
根據牛頓物理學可知,當初速度達到7.9公裏/秒時,航天器可以無動力繞著地球轉動。當速度達到11.2公裏/秒時,航天器可以無動力脫離地球引力控製。而當速度達到16.7公裏/秒時,航天器能夠無動力擺脫太陽的引力束縛,最終依靠慣性飛出太陽係。
由此可見,以極高速度運行的井蓋可以飛出地球,並且朝著太陽係外飛去,地球和太陽的引力都不能束縛住這個(ge) 核動力井蓋。如果是這樣,這個(ge) 井蓋將會(hui) 飛得比旅行者1號更遠。
不過,有的科學家認為(wei) ,這個(ge) 井蓋可能根本就沒有飛出地球,而是在大氣層中汽化掉。因為(wei) 地表的大氣層十分稠密,在空氣中高速運動的井蓋將會(hui) 產(chan) 生超強的氣動加熱效應,使溫度上升至數千度,導致井蓋完全汽化掉。
或者這個(ge) 井蓋沒有完全蒸發掉,它的速度降了下來,無法掙脫地球引力,最終沒有飛出大氣層。從(cong) 地麵發射的高超音速炮彈和流星體(ti) 一樣,也有保持速度的問題。一般而言,質量不到8噸的流星體(ti) 在穿過大氣層時,無法保持它們(men) 原先巨大的宇宙速度,最終隻會(hui) 成為(wei) 從(cong) 天上掉下的石頭。因此,這個(ge) 井蓋有可能又會(hui) 重新落下來,掉在至今仍然不為(wei) 人知的地方。
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