假如重力離家出走 江楓
你一定聽過牛頓和蘋果的故事,但你可能不知道,這最開始是伏爾泰從牛頓他侄女那里聽來的二手段子。不論故事真假,牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力總歸是真的,它一直以重力的身份潛伏在地球表面,看似毫不起眼、可有可無。如果有一天,重力突然離家出走,到底會鬧出哪些亂子?
火焰會停止燃燒
還記得隔壁化學老師講過的燃燒嗎?火焰的本質(zhì),其實就是可燃物和氧氣發(fā)生的化學反應(yīng)。燃燒的時候,空氣受熱變輕,一邊發(fā)光一邊向上移動,形成火焰的形狀。冷空氣一看有空子可鉆,便趁虛而入,占據(jù)上升空氣留下的位置,再次受熱反應(yīng)。這樣就會形成一個循環(huán),源源不斷地提供氧氣,直到氧氣或者燃料耗盡。
要是在失重的條件下,情況可就大不一樣了。因為沒有力量把重的氣體往下拽,空氣受熱變輕之后也就不會上升。失去了重力的監(jiān)督,火焰會發(fā)福成一個球形的胖子。由于缺乏對流,初始燃燒過后,沒有新鮮空氣進入,火焰球中氧氣用完得不到補充,只能迅速熄滅。如果真有這么—天,家里的燃氣灶恐怕是要含淚下崗了。
機械表會更精準
石英表,是利用石英晶體受電池電力影響產(chǎn)生的規(guī)律性振動來計時的。它的一大勁敵機械表,則是以機芯內(nèi)的發(fā)條為動力帶動齒輪,進而推動表針轉(zhuǎn)動。
這兩種表到底哪個更好,一直是鐘表愛好者們爭論不休的話題。但機械表有個不得不承認的bug——誤差會比石英表更大。這主要是因為,機械表內(nèi)部有個叫“擒縱機構(gòu)”的家伙,會在機械表隨手移動的過程中,受到重力影響而導(dǎo)致誤差。
針對這個問題,瑞士鐘表大師路易·寶璣發(fā)明了“陀飛輪”調(diào)速裝置,將擒縱機構(gòu)放在一個框架之內(nèi),圍繞軸心360度旋轉(zhuǎn)。這樣,零件的方位誤差互相抵消,就能最大限度地降低重力對機械表造成的影響。
所以,如果重力消失,那么即便是普通機械表也可以大大提升精準度啦!
人體會萎縮退化
人體肌肉受到重力帶來的負荷時,細胞會合成肌纖維蛋白,增加肌肉力量。而在失重情況下,肌肉負荷嚴重不足,肌肉就會開始分解萎縮。同樣,沒有重力的負載,鈣質(zhì)就會流失,導(dǎo)致骨骼強度下降。這也是為什么,長期生活于空間站的宇航員會出現(xiàn)骨質(zhì)流失、肌肉乏力的現(xiàn)象。
如果有幸能見到失去重力的地球,估計大家都會變成“失重癱”。
地球會爆炸
當然,上述情景只是一種假設(shè),永遠不可能真正發(fā)生。要是重力真的離家出走,造成的影響可不止這么一點點。
一旦地球失去了重力,隨著高速自轉(zhuǎn),無論飛禽走獸還是江河湖海,所有沒被固定在地面上的物體都會離開地球表面,呈直線飛入太空。原本被地球重力束縛的大氣層也會逃逸。暴露在宇宙的惡劣條件下,地球生命可能會全部消失。
英國天文學家卡倫預(yù)言,地球自身可能因此分崩離析,成為一塊塊碎片飄入太空。不僅如此,太陽也難逃厄運。一旦失去與地球間的相互引力,內(nèi)核的高壓將會導(dǎo)致其發(fā)生劇烈爆炸。到那個時候,太陽系甚至宇宙究竟會落得什么下場,我們也不得而知。
重力作為萬有引力在地球上的代表,可以說是四大基本相互作用里最紅的成員了。它的存在并不是為了束縛,而是為了提供保護。地球需要它,地球上的生命更離不開它。如果重力不復(fù)存在,與地球有關(guān)的一切都將失去意義。
重力可以被制造
如果未來有一天,人類成功研發(fā)出移民外星的技術(shù),來到一顆陌生星球居住。為了能長期生活下去,必須想辦法人工制造重力。
那么,有哪些(看似)靠譜的重力制造方法呢?
方法一:通過線性加速制造重力
愛因斯坦曾提出,當一個力把地面推向人,并保持約9.8m/s^2的加速度(等同于重力加速度),這個力給人的感覺就和引力一樣了。換句話說,如果飛船以垂直于底部向上9.8m/s^2的加速度前進,就會產(chǎn)生線性加速度,進而構(gòu)成人工重力。但是想要維持這一加速度,飛船的引擎必須具備足夠的推力,同時還要消耗大量的能量。即使未來科技能夠?qū)崿F(xiàn),也絕對是個不環(huán)保的做法。
方法二:通過旋轉(zhuǎn)制造重力
這一方法,是通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向心加速度來模仿重力加速度,從而實現(xiàn)人工重力。前些年的科幻片《星際穿越》《火星救援》中,都有通過旋轉(zhuǎn)飛船結(jié)構(gòu)來制造重力的設(shè)定。向心加速度是圓周半徑乘以角速度的平方,要想達到1G的向心加速度,只能靠增加半徑或者轉(zhuǎn)速??紤]到人類所能承受的最快轉(zhuǎn)速有限,只能大幅增加飛船半徑。不用說,肯定是個勞民傷財?shù)拇蠊こ獭?/p>
方法三:通過電磁力模擬重力
這種方法相對比較笨,就是通過電磁場額外施力來模擬重力。使用這種方法,需要大批量生產(chǎn)感應(yīng)設(shè)備,人們穿戴上感應(yīng)設(shè)備,將電磁力大小設(shè)定為等同于重力大小,就能模擬出有重力的環(huán)境了。不過,要讓每個人都能穿上電磁感應(yīng)設(shè)備,好像也不是件簡單的事兒。