人類可以製造出以每秒將近30萬公里的光速前進的光子,也可以把電子、質子這樣的亞原子粒子加速至足夠接近光速的程度。然而,由於相對論效應,人類當前還沒有辦法把宏觀物體加速到亞光速。
由於沒有足夠快的速度,人類在很長時間內都被束縛在地球上,無法掙脫地心引力。直到1957年,透過大量燃燒化學燃料的火箭,讓斯普特尼克1號能夠加速到8.1公里/秒,使其成為首個進入太空的人造衛星。
1950年,自世界第一顆原子彈爆炸5年之後,美國計劃研製更具破壞性的核武器——氫彈。次年,物理學家烏拉姆和泰勒在氫彈理論設計方面取得重大突破,透過原子彈爆炸來引發氘核聚變是可行的。
1952年,美國引爆了世界上第一枚氫彈,其重量達到了65噸,爆炸之後產生的能量為1000萬噸TNT當量,其威力遠超原子彈。此後,美國不斷改進氫彈,併成功實現了氫彈的小型化和實用化。
在之後的鉛錘行動中,又進行了人類首次的地下氫彈爆炸試驗。研究人員挖出了一個深度150米、直徑1.2米的深坑。在坑底,注入了幾萬升的水。在坑頂,焊接著一塊厚度為10釐米、重達900公斤的鋼質井蓋,用於控制核爆炸。
當豎井底下的氫彈被引爆之後,釋放出巨大的能量,豎井中的水瞬間被蒸發成水蒸氣,導致豎井內的氣壓急劇升高。最終,焊接在豎井頂部的井蓋被掀開,火焰噴射到百米的空中。
這個始料未及的結果源自於研究人員算錯了小數位,導致實際的爆炸當量要比最初的設計當量高了5萬倍。這樣的計算錯誤讓豎井變成了炮膛,井蓋成了炮彈,核爆炸根本無法被限制在地下。
當時,一架高速攝像機正在該豎井附近對其進行拍攝,結果只捕捉到了井蓋飛上天的一幀畫面。據此,科學家計算出井蓋的初速度高達66公里/秒,或者每小時23.76萬公里,這相當於音速的194倍,斯普特尼克1號軌道速度的8倍。
根據牛頓物理學可知,當初速度達到7.9公里/秒時,航天器可以無動力繞著地球轉動。當速度達到11.2公里/秒時,航天器可以無動力脫離地球引力控制。而當速度達到16.7公里/秒時,航天器能夠無動力擺脫太陽的引力束縛,最終依靠慣性飛出太陽系。
由此可見,以極高速度執行的井蓋可以飛出地球,並且朝著太陽系外飛去,地球和太陽的引力都不能束縛住這個核動力井蓋。如果是這樣,這個井蓋將會飛得比旅行者1號更遠。
不過,有的科學家認為,這個井蓋可能根本就沒有飛出地球,而是在大氣層中汽化掉。因為地表的大氣層十分稠密,在空氣中高速運動的井蓋將會產生超強的氣動加熱效應,使溫度上升至數千度,導致井蓋完全汽化掉。
或者這個井蓋沒有完全蒸發掉,它的速度降了下來,無法掙脫地球引力,最終沒有飛出大氣層。從地面發射的高超音速炮彈和流星體一樣,也有保持速度的問題。一般而言,質量不到8噸的流星體在穿過大氣層時,無法保持它們原先巨大的宇宙速度,最終只會成為從天上掉下的石頭。因此,這個井蓋有可能又會重新落下來,掉在至今仍然不為人知的地方。