驾驶地球去“流浪” 需要准备多少“燃料”？

发布时间：2024-05-03 23:32:48 来源：一字不识网 作者：休闲

　　也许有人会提出：物体速度越接近光速，流浪相对论效应就会越明显，驾驶人类只需将等离子体加速到足够接近光速，地球多少就可以消耗很少的去需燃料满足旅行了。但是准备，这样的燃料话就必须考虑能量守恒和质能方程的影响，继续计算的流浪结果是：

3、等离子体发动机效率如何？

　　先上结论：效率可能不是驾驶最好，要不试试激光？

　　有没有办法尽可能使地球“完整”地就完成流浪呢？

　　火箭原理中告诉我们唯一能使火箭前进的地球多少是燃料的反向动量，质能方程又告诉我们抛掉的去需燃料也是能量。因此上述问题的准备本质是：在消耗相同能量的情况下，什么方式可以最高效率地获得动量？

　　我们来看爱因斯坦的燃料能量公式：

　　，P是流浪动量，c是驾驶光速，m0是地球多少粒子的静止质量，E是总能量。当总能量E不变时，粒子的静止质量m0越小，获得的动量P越大。物理中光子的静止质量是0，因此将能量全部转化成电磁波辐射出去，才会获得最大的动量，能量使用效率最高。

　　而等离子体是原子核和电子组成的，它们的静止质量都不为0，因此推进剂用等离子体的话，能量使用效率并不是最好的。看来我们的发动机技术还有待改进，人类或许可以用激光去加速地球。

4、使用激光加速 航行需要消耗多少能量？

　　先上结论：需要的能量相当于太阳44.6万年内释放的能量总和，只能依靠反物质了……

　　假设“流浪地球”采用激光发动机，地球在整个航行过程消耗的总能量会有多少呢？

　　地球在整个航行过程中没有外来物质加入，地球所获得的动量全部由激光辐射提供。在加速阶段，可以假设地球质量没有太大改变，那么地球的动量，（此时相对论效应较弱，可忽略）需要的辐射动量也是这么多，只是方向相反。光辐射动量，则。按照地球最终速度是光速千分之五，消耗的能量，即千分之五地球的质量全部转化成能量的值，减速阶段需要同样多的能量，

　　总能量的数值大约为5.4×1039焦耳。也就是说，这次航行消耗的总能量相当于太阳44.6万年内释放的能量总和，是地球自诞生46亿年以来接收到的所有太阳能的20多万倍。

　　这么多的能量从哪里来呢？

　　如果能源是由氢原子核聚变成氦提供，需要的氢的质量是地球质量的1.42倍，显然氢聚变的方式无法满足需求。原著中说的能源是重元素聚变，所有原子核中56Fe是结合能最高的，将其他原子核聚变成56Fe可以获取最高能量，天文学中将氦以后的元素都称为重元素，可惜它们聚变产生的能量并没有相同质量的氢原子核聚变成氦的能量高。

　　人类就算把整个地球都“烧成”一个大铁球，也得不到所需的能量。唯一可以满足人类所需的方式可能就是反物质与物质湮灭的方法，将物质100%全部转化为能量，整个航行需要消耗的正反物质总质量大约为1%地球质量，大约相当于地表40公里厚的岩石圈的质量。不过，人类如何获取这么多的反物质或者如何将正常物质转化为反物质，又是个严肃的问题了。

结论

　　经过计算，笔者发现，如果人类真的有能力完成这次航行，那么人类自己创造出的能量远比太阳赋予给地球的能量多的多，那我们似乎可以不care任何一颗恒星啦。

　　看来，如果真有那么一天，我们必须逃离太阳系，那也不要选择驾驶整个地球离开，而是应该制造个轻便的飞船上路！

相关文章