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        在太空中開槍

        2013-04-29 00:44:03
        科普童話·百科探秘 2013年8期
        關(guān)鍵詞:射中反作用力木星

        實(shí)際上,宇航員在進(jìn)行星際探險(xiǎn)的時(shí)候,是允許他們把槍帶到太空里的。幾十年來,俄羅斯宇航員的標(biāo)準(zhǔn)生存背包里面就一直裝有一支槍。但是,這支槍并不是給他們?cè)谔绽锔庑侨舜颉靶乔虼髴?zhàn)”用的,而是為了防備他們?cè)诜祷氐厍驎r(shí),如果降落在危險(xiǎn)的區(qū)域,這支槍可以為他們提供一定的生存能力。不過從理論上來講,宇航員當(dāng)然也可以在太空里使用槍支。

        我們都知道,在太空中沒有氧氣,也沒有空氣,那還能開槍嗎?呵呵,這個(gè),你就不用擔(dān)心啦。盡管火藥在真空中無法燃燒,但槍支仍可發(fā)射出子彈。這是因?yàn)?,如今的彈藥都是自帶氧化劑的,在任何環(huán)境下都能夠觸發(fā)火藥引爆。所以,無論在宇宙的什么地方,槍里的子彈是一定可以打出來的,不要求必須要有氧氣。

        但是,畢竟太空的環(huán)境同地球上相比,存在著非常大的差異。因此在太空中開槍時(shí),會(huì)發(fā)生許多今人意想不到的情況。

        而那個(gè)宇航員呢,他的情況就更不妙了。根據(jù)剛才說的原理,他會(huì)一直被那個(gè)反作用力“推”著,慢慢地后退、后退、再后退……就像子彈一樣,只能等到這個(gè)力完全消耗了,才能在太空中慢慢地停下來。想想看,子彈以每秒1000米的速度前進(jìn),都要走上1000萬光年的話,那么宇航員以每秒幾厘米的速度后退,得用多長(zhǎng)時(shí)間?好吧,這輩子,再加上下輩子、下下輩子……干脆一句話:他只能永遠(yuǎn)在宇宙里后退了。

        情況一:永不停下的子彈

        如果一位宇航員正在太空中漂浮,他的手中只有一把槍,槍里也只有一顆子彈。這時(shí),如果他朝著面前的茫茫宇宙開一槍的話,會(huì)發(fā)生什么事情呢?

        根據(jù)力學(xué)原理,在開槍的一瞬間,子彈沖出槍膛時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力。平時(shí)我們?cè)诘厍蛏祥_槍的時(shí)候,會(huì)不由自主地向后“坐”一下,就是因?yàn)橐惺苓@個(gè)反作用力的緣故。現(xiàn)在這個(gè)反作用力被施加在了宇航員的身上,因?yàn)樘幱跓o重力環(huán)境,那么宇航員在子彈射出的同時(shí),自己就會(huì)朝著與子彈行進(jìn)相反的方向移動(dòng)。如果子彈以每秒]000米的速度離開槍膛、向前飛行的話,那么宇航員則會(huì)以每秒幾厘米的速度向后移動(dòng)。這是因?yàn)椋梭w的重量可比子彈要大得多啦,所以子彈飛得快、宇航員飛得慢……

        啊,原來就是飛一段嘛,有什么大不了的?不過,有的科學(xué)家認(rèn)為,子彈一旦在太空中被射出去,就會(huì)一直不停地向前行進(jìn)。因?yàn)橛钪媸窃诓粩嗟叵蛲鈹U(kuò)張,而且這個(gè)速度要快于子彈射中物體的速度。這就好像你伸手去抓桌子上的書本,眼看就要抓到了,桌子卻被一只看不見的手在向后拽,這樣下去,你跟書本之間的距離當(dāng)然就越來越遠(yuǎn)啦!由于太空里沒有空氣,因此子彈不會(huì)被空氣的阻力攔住,也不會(huì)像在地球上那樣,飛來飛去,總有掉到地上的一天。根據(jù)有些科學(xué)家的計(jì)算,這樣“暢通無阻”的子彈會(huì)在行進(jìn)1000萬光年之后停止前進(jìn)。這旅程好漫長(zhǎng)啊。

        情況二:子彈被星星吸住

        宇宙里的星星這么多,拿一個(gè)來當(dāng)靶子打打吧!如果一名宇航員在太空里朝木星開了一槍,會(huì)有什么情況發(fā)生呢?

        首先,你當(dāng)然不用擔(dān)心這一槍會(huì)把木星打“壞了”,更不用擔(dān)心木星會(huì)被你這一槍嚇得趕緊躲開……由于木星的引力場(chǎng)非常強(qiáng)大,飛出去的子彈會(huì)被木星吸住。哪怕宇航員距離木星很遠(yuǎn),或者是個(gè)糟糕的射手,嚴(yán)重偏靶,木星巨大的引力同樣會(huì)吸住子彈,讓子彈在半空中“拐彎”,飛向自己。

        其次,子彈在飛行的過程中,由于受到木星引力的牽引,其速度會(huì)越來越快,并且最終達(dá)到令人難以置信的速度。經(jīng)過天文學(xué)家舒爾茨的計(jì)算,如果宇航員直接瞄準(zhǔn)木星射擊的話,當(dāng)子彈穿過木星大氣層的時(shí)候,速度幾乎可以達(dá)到每秒60公里。在這種情況下,倒是子彈要當(dāng)心自己會(huì)不會(huì)被摩擦得燃燒起來,還沒碰到木星的邊兒,就先“自爆”了。

        情況三:射中自己的后背

        在槍戰(zhàn)片里,我們經(jīng)??吹剑河泻芏鄩娜?,是用從背后“開黑槍”的方式來暗算好人的。當(dāng)然更常見的場(chǎng)景是,正當(dāng)壞人占了上風(fēng)的緊急關(guān)頭,往往會(huì)有警察啊、英雄啊好像神兵天降,從背后打來及時(shí)的一槍,將壞人消滅……然而,在太空環(huán)境下,有時(shí)你根本就不需要這樣的“救兵”。比如說,如果壞人這時(shí)正站在某個(gè)行星的軌道上,他朝前開槍的話,就有可能會(huì)自己射中自己的后背!

        這是怎么回事?。苦?,其實(shí)也沒什么神秘的,你想想,月球不是就這樣繞著地球轉(zhuǎn)啊轉(zhuǎn),已經(jīng)轉(zhuǎn)了多少億年了。而且,衛(wèi)星啊、太空垃圾啊,一旦落入月球的運(yùn)行軌道,就會(huì)變成它的“伙伴”,也跟著轉(zhuǎn)起來。所以,子彈一出槍膛,當(dāng)然就也會(huì)被這個(gè)引力所控制,開始跟著繞圈子了。不過,這個(gè)“自己打自己”的效果不是輕易就能實(shí)現(xiàn)的。首先,宇航員必須朝水平方向開槍,以便讓子彈繞著行星轉(zhuǎn)了一圈,最后正好能回到自己開槍的地方。而在這個(gè)過程中,還需計(jì)算好宇航員開槍后自身向后移動(dòng)的距離。而且這些設(shè)定和計(jì)算必須毫無誤差,才能達(dá)到射中自己的效果……拜托,我們?yōu)樯兑@么費(fèi)勁地開槍打自己呢?

        有的天文學(xué)家開玩笑說,如果宇航員想被自己射出的子彈打中后背,那么最佳的開槍地點(diǎn)是在月球表面的環(huán)形山上。因?yàn)閺睦碚撋蟻碇v,如果宇航員在月球的環(huán)形山上水平向前發(fā)射子彈,而子彈的速度約為每秒1600米左右的話,那么這顆子彈最終會(huì)回到發(fā)射地點(diǎn)。所以……為了防止哪天誰不小心“走火”,干出這么傻的事情,讓全宇宙看人類的笑話,還是不要讓宇航員帶著槍到月球上去吧!

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