1、地球資源是否滿足“流浪”所需:按小說給出的條件,整個地球在星際空間中的航行速度需要達到光速的千分之五,即0.005c,而聚變發動機所噴出的推進劑頂多達到0.05c的速度(這一點稍後會加以說明),故根據齊奧爾科夫斯基公式的相對論版---阿克萊公式,可算出“質量比”至少要達到:M1/M2=1.105(其實用齊奧爾科夫斯基公式也能得到相同的數值,因為0.005c和0.05c都是遠小於光速的速度),其中M1為地球的初始質量,M2為推進劑耗盡時的地球質量,由此可以立即得出:所需噴出的推進劑至少是地球初始質量的0.095倍,即推進劑的質量佔地球總質量的9.5%,然而整個地殼的質量僅佔地球總質量的0.4%,整個水圈(包括海水與陸地水)僅佔地球總質量的0.024%。所以結論很明顯了:即便燒光所有可用的資源,地球也遠遠達不到光速的千分之五
2、在理論假想中,聚變發動機的噴氣速度也就不過0.05c而已,這還是建立在氫同位素(氘、氚)聚變的基礎之上:以氘聚變為例,其完整反應道為6個氘核生成2個氦核,2個質子,2箇中子,其中可以利用的能量約26MeV, 再假定一個很理想的能量轉化效率,如70%,最終可算出噴氣速度為15000公里/秒,即0.05c。隨著原子序數的增加,聚變反應的質能轉化效率會越來越低,其放出的能量也將越來越少,反應所需的條件也越來越苛刻(對於質子、氦元素以及更重的元素來說,其所需的反應條件只有恆星內部可以提供),一旦出現鐵原子核,聚變反應就不再放能了。上一點提到的“推進劑質量至少佔地球總質量的9.5%”,這是以氫同位素聚變為前提,即假定這9.5%的地球質量全由氫同位素構成,但這顯然是不可能的----地殼質量僅佔地球總質量的0.4%,且絕大部分均為氧矽鋁鐵鎂這樣的“偏重元素”(地幔的化學構成也差不多,主要的元素為氧矽鎂鐵等等),考慮到這些偏重元素的聚變放能要比氫同位素聚變少得多,故作為推進劑消耗掉的地球質量至少還得翻倍。如果20%以上的地球質量被髮動機噴出(其中絕大部分只能取自地幔),那整個地殼顯然就會面臨災難性的後果。從這個角度來看,所謂的“重核聚變”不僅無法滿足相關要求,且其本身已經違背了基本規律,純屬毫無依據的民科YY
3、推動整個地球的意義何在?作品給出的解釋為:人類自己建造的生態系統無法在長時間的星際航行中穩定執行,所以要帶上整個地球---“只有像地球這樣規模的生態系統,這樣氣勢磅礴的生態迴圈,才能使生命萬代不息”(原作原話)。然而很明顯的一個問題是:整個地球的生態系統幾乎都以太Sunny作為最基本的驅動源,一旦地球開始遠離太陽,這個系統必然會急劇崩潰,更別說長達1、2000年的“流浪時代”了。另外,停止地球的自轉會導致地球磁場的消失,大氣層也會因此逐漸消散。當地球飛出日球層之後,宇宙射線便能直接轟擊地球,整個地表將會遍佈致命的高能輻射。總而言之,地球的長期流浪必然導致整個生態環境走向徹底毀滅,換句話說, 如果地球的航行速度無法達到近光速範疇(比如0.1c),那整個地球的長期流浪就是毫無意義的
4、行星發動機對於“推動地球”而言太弱了:
根據作品給出的資料,單臺發動機的推力為150億噸,而整個地球約有1萬臺發動機,則總推力: F=150*10^8*10^3*9.8*10^4=1.47*10^18 N
地球質量M=5.97*10^24 kg
故地球的加速度a=F/M=2.46*10^(-7) m/s^2
這個加速度實在是太小了,以至於地球的航行速度每增加100公里/秒,就需耗費4.065*10^11秒=12890年,這個時間已經遠遠超過人類的文明史了,換句話說,過長的加速時間會讓各種天災人禍爆發出來
5、行星發動機會對“地球環境”產生巨大的破壞:
行星發動機在本質上就是一臺巨大的火箭發動機(透過噴出物質獲得反衝力)
而火箭發動機的推力可以近似表達為:f=m*v,其中f為單臺發動機的推力,m為質量流率(單位:kg/s),即每秒鐘噴出的推進劑的質量,v為噴氣速率
根據作品給出的資料,單臺發動機的推力f為150億噸,即f=1.47*10^14 N
噴氣速度取到聚變發動機的極限:v=0.05c=1.5*10^7 m/s
則單臺發動機的質量流率至少為:m=f/v=9.8*10^6 kg/s
換言之,單臺發動機每秒就要噴出9.8*10^6 kg 的物質,其速度為0.05c
則單臺發動機每秒需要給噴出物提供的動能為:1/2*m*v^2=1.1025*10^21焦耳
這就意味著,單臺發動機的功率至少為1.1025*10^21瓦特
眾所周知,任何一種裝置都不可能達到100%的轉化率,即一定會有廢熱的產生
我們假設一個幾乎不可能的極高轉化率:99%(即產生的廢熱只佔總功率的1%)
則單臺發動機產生廢熱的“功率”為:1.1025*10^21/0.99*0.01=1.1136*10^19瓦特
而到達地球大氣上界的太陽輻射功率僅為:1.73*10^17瓦特
換言之,單臺發動機產生的廢熱就比地球接收到的全部太陽輻射高出幾乎兩個數量級,而全球共有1萬臺行星發動機。。
綜上所述,“流浪地球”是為了躲避太陽的炙烤,但行星發動機卻已經烤焦整個地球,這可真是莫大的諷刺。。
6、地球自轉在短時間內停止意味著什麼:
前面已說過,地球停轉將導致地磁場消失,但這還不是最嚴重的問題
如果用外力阻止地球的轉動,這個阻力就會對地球做負功,換言之,地球的轉動動能將逐漸減小,並轉化為熱能
顯而易見,地球的巨大質量意味著巨大的轉動動能
根據剛體力學,任意物體的轉動動能E=(1/2)*J*ω^2,其中ω為該物體繞定軸轉動的角速度,J為該物體的轉動慣量
而球體的轉動慣量J=(2/5)*M*R^2
則地球的轉動動能E=(1/5)*M*(ω*R)^2
地球平均半徑R=6.371*10^6米
地球自轉角速度ω=2π/T,其中T=24*3600=86400秒
則地球的轉動動能E=2.563*10^29焦耳
這是一個極其巨大的數字,以至於“在短時間內停止地球自轉”成了一件非常荒謬的事
荒謬到什麼程度呢?小說裡給出的條件是:耗費42年停止地球自轉
我們把這個時間放寬一下,比如一千年,即耗費3.1536*10^10秒 去停止地球自轉
則每一秒將有 8.127*10^18焦耳 的地球轉動能變為熱能
換言之,因地球自轉減緩所導致的“放熱功率”將是全地球接收到的太陽輻射功率的47倍----這個結果還只是建立在“一千年”的假設之上,若“停轉時間”縮短至一百年以內,則“放熱功率”將是全地球接收到的太陽輻射功率的470倍以上。總而言之,“地球停轉”也會導致整個地球變成高溫煉獄
1、地球資源是否滿足“流浪”所需:按小說給出的條件,整個地球在星際空間中的航行速度需要達到光速的千分之五,即0.005c,而聚變發動機所噴出的推進劑頂多達到0.05c的速度(這一點稍後會加以說明),故根據齊奧爾科夫斯基公式的相對論版---阿克萊公式,可算出“質量比”至少要達到:M1/M2=1.105(其實用齊奧爾科夫斯基公式也能得到相同的數值,因為0.005c和0.05c都是遠小於光速的速度),其中M1為地球的初始質量,M2為推進劑耗盡時的地球質量,由此可以立即得出:所需噴出的推進劑至少是地球初始質量的0.095倍,即推進劑的質量佔地球總質量的9.5%,然而整個地殼的質量僅佔地球總質量的0.4%,整個水圈(包括海水與陸地水)僅佔地球總質量的0.024%。所以結論很明顯了:即便燒光所有可用的資源,地球也遠遠達不到光速的千分之五
2、在理論假想中,聚變發動機的噴氣速度也就不過0.05c而已,這還是建立在氫同位素(氘、氚)聚變的基礎之上:以氘聚變為例,其完整反應道為6個氘核生成2個氦核,2個質子,2箇中子,其中可以利用的能量約26MeV, 再假定一個很理想的能量轉化效率,如70%,最終可算出噴氣速度為15000公里/秒,即0.05c。隨著原子序數的增加,聚變反應的質能轉化效率會越來越低,其放出的能量也將越來越少,反應所需的條件也越來越苛刻(對於質子、氦元素以及更重的元素來說,其所需的反應條件只有恆星內部可以提供),一旦出現鐵原子核,聚變反應就不再放能了。上一點提到的“推進劑質量至少佔地球總質量的9.5%”,這是以氫同位素聚變為前提,即假定這9.5%的地球質量全由氫同位素構成,但這顯然是不可能的----地殼質量僅佔地球總質量的0.4%,且絕大部分均為氧矽鋁鐵鎂這樣的“偏重元素”(地幔的化學構成也差不多,主要的元素為氧矽鎂鐵等等),考慮到這些偏重元素的聚變放能要比氫同位素聚變少得多,故作為推進劑消耗掉的地球質量至少還得翻倍。如果20%以上的地球質量被髮動機噴出(其中絕大部分只能取自地幔),那整個地殼顯然就會面臨災難性的後果。從這個角度來看,所謂的“重核聚變”不僅無法滿足相關要求,且其本身已經違背了基本規律,純屬毫無依據的民科YY
3、推動整個地球的意義何在?作品給出的解釋為:人類自己建造的生態系統無法在長時間的星際航行中穩定執行,所以要帶上整個地球---“只有像地球這樣規模的生態系統,這樣氣勢磅礴的生態迴圈,才能使生命萬代不息”(原作原話)。然而很明顯的一個問題是:整個地球的生態系統幾乎都以太Sunny作為最基本的驅動源,一旦地球開始遠離太陽,這個系統必然會急劇崩潰,更別說長達1、2000年的“流浪時代”了。另外,停止地球的自轉會導致地球磁場的消失,大氣層也會因此逐漸消散。當地球飛出日球層之後,宇宙射線便能直接轟擊地球,整個地表將會遍佈致命的高能輻射。總而言之,地球的長期流浪必然導致整個生態環境走向徹底毀滅,換句話說, 如果地球的航行速度無法達到近光速範疇(比如0.1c),那整個地球的長期流浪就是毫無意義的
4、行星發動機對於“推動地球”而言太弱了:
根據作品給出的資料,單臺發動機的推力為150億噸,而整個地球約有1萬臺發動機,則總推力: F=150*10^8*10^3*9.8*10^4=1.47*10^18 N
地球質量M=5.97*10^24 kg
故地球的加速度a=F/M=2.46*10^(-7) m/s^2
這個加速度實在是太小了,以至於地球的航行速度每增加100公里/秒,就需耗費4.065*10^11秒=12890年,這個時間已經遠遠超過人類的文明史了,換句話說,過長的加速時間會讓各種天災人禍爆發出來
5、行星發動機會對“地球環境”產生巨大的破壞:
行星發動機在本質上就是一臺巨大的火箭發動機(透過噴出物質獲得反衝力)
而火箭發動機的推力可以近似表達為:f=m*v,其中f為單臺發動機的推力,m為質量流率(單位:kg/s),即每秒鐘噴出的推進劑的質量,v為噴氣速率
根據作品給出的資料,單臺發動機的推力f為150億噸,即f=1.47*10^14 N
噴氣速度取到聚變發動機的極限:v=0.05c=1.5*10^7 m/s
則單臺發動機的質量流率至少為:m=f/v=9.8*10^6 kg/s
換言之,單臺發動機每秒就要噴出9.8*10^6 kg 的物質,其速度為0.05c
則單臺發動機每秒需要給噴出物提供的動能為:1/2*m*v^2=1.1025*10^21焦耳
這就意味著,單臺發動機的功率至少為1.1025*10^21瓦特
眾所周知,任何一種裝置都不可能達到100%的轉化率,即一定會有廢熱的產生
我們假設一個幾乎不可能的極高轉化率:99%(即產生的廢熱只佔總功率的1%)
則單臺發動機產生廢熱的“功率”為:1.1025*10^21/0.99*0.01=1.1136*10^19瓦特
而到達地球大氣上界的太陽輻射功率僅為:1.73*10^17瓦特
換言之,單臺發動機產生的廢熱就比地球接收到的全部太陽輻射高出幾乎兩個數量級,而全球共有1萬臺行星發動機。。
綜上所述,“流浪地球”是為了躲避太陽的炙烤,但行星發動機卻已經烤焦整個地球,這可真是莫大的諷刺。。
6、地球自轉在短時間內停止意味著什麼:
前面已說過,地球停轉將導致地磁場消失,但這還不是最嚴重的問題
如果用外力阻止地球的轉動,這個阻力就會對地球做負功,換言之,地球的轉動動能將逐漸減小,並轉化為熱能
顯而易見,地球的巨大質量意味著巨大的轉動動能
根據剛體力學,任意物體的轉動動能E=(1/2)*J*ω^2,其中ω為該物體繞定軸轉動的角速度,J為該物體的轉動慣量
而球體的轉動慣量J=(2/5)*M*R^2
則地球的轉動動能E=(1/5)*M*(ω*R)^2
地球質量M=5.97*10^24 kg
地球平均半徑R=6.371*10^6米
地球自轉角速度ω=2π/T,其中T=24*3600=86400秒
則地球的轉動動能E=2.563*10^29焦耳
這是一個極其巨大的數字,以至於“在短時間內停止地球自轉”成了一件非常荒謬的事
荒謬到什麼程度呢?小說裡給出的條件是:耗費42年停止地球自轉
我們把這個時間放寬一下,比如一千年,即耗費3.1536*10^10秒 去停止地球自轉
則每一秒將有 8.127*10^18焦耳 的地球轉動能變為熱能
換言之,因地球自轉減緩所導致的“放熱功率”將是全地球接收到的太陽輻射功率的47倍----這個結果還只是建立在“一千年”的假設之上,若“停轉時間”縮短至一百年以內,則“放熱功率”將是全地球接收到的太陽輻射功率的470倍以上。總而言之,“地球停轉”也會導致整個地球變成高溫煉獄