光速跳跃真的是个杀手

摘自 Jeanne Cavelos 的著作《星球大战的科学》

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编者按:以下摘自 1999 年出版的《星球大战的科学》,作者为Jeanne Cavelos

 

汉·索罗谈论“跳跃到光速”。如果千年隼号真的能跳跃到光速,那就意味着几乎是瞬间加速。千年隼号可能以每小时 50 英里的速度行驶,然后突然就以每秒 186,000 英里的速度行驶了。让宝马试试看能否超越这种加速度!汉把千年隼号从零加速到每小时 60 英里只需 5 秒钟,这对他来说毫无问题。惯性会让他稍微向后靠在座位上。但是,在 5 秒钟内从零加速到每秒 186,000 英里,会将汉向后猛推,以至于他会变成他那精美乙烯基内饰上的“肉泥”。


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光速太快了,安全地加速到光速需要几个月的时间!我们用“g”来衡量加速度,一个“g”等于地球引力产生的加速度——地球上物体下落的加速度。我们用重力来衡量加速度的原因是,两者具有相同的效果。物体上的重力等同于经历类似加速度的物体上的惯性力。就像重力将你向下推向地球一样,惯性将你向后推向你的座位。

当我们快速改变速度或方向时,我们会体验到更高或更低的“g”力。正常人最多只能承受 9 个“g”,而且即使是这样也只能持续几秒钟。当承受 9 个“g”的加速度时,你的身体感觉比平时重九倍,血液涌向脚部,心脏无法足够用力地将这种更重的血液输送到大脑。你的视力会缩小成隧道,然后变成黑色。如果加速度没有减小,你就会晕倒,最后死亡。空军的 F-16 产生的“g”比人体能够承受的要多。我们被迫将飞机和航天器的加速度限制在人类可以承受的水平。

如果我们需要长时间加速,我们可以承受的水平甚至更低。我们只能承受 5 个“g”两分钟,3 个“g”一小时。不过,为了便于讨论,让我们尝试以 3 个“g”的速度坚持更长一点时间。汉要从莫斯艾斯利起飞,以 3 个“g”的加速度加速到一半光速,需要两个半月的时间——这绝对不是一部激动人心的电影的节奏。即使是 9 个“g”的速度,他也要十九天才能达到一半光速,尽管早在飞船达到这个速度之前他就会死掉。

由于星球大战的飞船不断经历快速加速和减速,它们一定找到了解决这个问题的方法。也许他们已经学会了操纵惯性。只要消除一瞬间的惯性,就可以实现快速而轻松的加速,之后惯性就可以恢复,千年隼号就可以以恒定、高速的速度巡航。

当然,在地铁加速时使我们跌倒的力在千年隼号上似乎并没有被完全克服。在《帝国反击战》中,千年隼号跳入超空间将 R2-D2 抛到甲板上并掉入开放的发动机舱中。也许汉的一些“特殊改装”需要调整一下。

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