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曲速会杀死你

柯克船长可能想避免乘坐企业号星舰加速,除非他准备好摆脱星际氢原子,因为星际氢原子会给飞船和船员带来致命的辐射爆炸。

太空中平均每立方厘米只有两个氢原子,这对低速飞行的宇宙飞船没有威胁。但根据爱因斯坦特殊相对论的计算,这些孤立的原子会转化为致命的银河系太空水雷,使宇宙飞船以接近光速撞向它们。

2月13日,在华盛顿特区举行的美国物理学会会议上,约翰·霍普金斯大学物理学家威廉·埃德尔斯坦(William Edelstein)的演讲中,《星际迷航》(Star Trek)的原班人员展示了几个令人遗憾的例子。这位物理学家展示了柯克告诉工程师斯科蒂全速前进的视频片段。

“嗯,他们都死了,”埃德尔斯坦回忆说。他的话在听众中引起了轰动。

Edelstein对这种思想实验的个人兴趣始于20年前,当时他的儿子Arthur问他太空中是否存在摩擦。父亲回答说,是的,飞船上会有氢气撞击。但他很快意识到,氢气中的杂散原子实际上会以接近光速的速度穿过飞船,并在这个过程中辐射船员和电子设备。

最近,这位物理学家和他现在已经长大的儿子计算了一艘宇宙飞船试图在短短10年内穿越银河系一半的情景。这在理论上是可行的,因为狭义相对论认为,由于旅行者的光速越来越快,时间会变慢,距离会缩短。

Edelstein的研究表明,一艘仅以99%的光速飞行的星舰将从氢中获得每秒61西弗的辐射剂量,而只有这个数量的十分之一会给人类带来致命剂量。这甚至还不到10年内到达银河系中心所需的99.999998%的光速

在更高的速度下,星舰上的人类船员将经历类似于被来自瑞士日内瓦欧洲核子研究中心大型强子对撞机粒子加速器的高能质子束撞击的经历。在杀死船员的同时,如此强大的能量水平也可能摧毁飞船的电子设备。

Edelstein告诉太空网:“我并不是说这是一个杰出的新发现者。”“我只是说这很有趣。”

在美国物理学会的活动中,一些观众抗议柯克、斯波克和《星际迷航》的船员都会活着,因为星舰企业号有盾牌。但Edelstein指出,在制造与《星际迷航》技术相似的电磁屏蔽方面存在一些困难。

坚固的盾牌似乎更没有希望了。星际飞船可能需要4.4米到4400米厚的铅屏蔽来反射氢辐射增加的质量,这将使以近光速飞行变得更加不切实际。

这位物理学家最后提出,外星人可能没有造访地球,因为以接近光速潜入地球的所有问题,包括如何处理致命的氢太空地雷。但为了记录在案,他确实相信外星生命的存在。

埃德尔斯坦说:“除非我们想一想真正不同的东西,否则在恒星之间穿行是一个巨大的问题。”“我不是说我们什么都知道,这是不可能的。我是说,根据我们现在所知道的情况,这有点不可能。”


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