科學家的一個計算失誤,創造了史上最快的人造物體:一個井蓋

 

大千世界,無奇不有,芸芸眾生,眾口難調

文/天空之城團隊

 

世界上最美好的東西就是速度,沒有速度,我們就不能走到地球的第一個角落,去瞭解地球。如果沒有速度的優勢,人類也無法走出地球,看清宇宙的真相,同樣沒有速度的優勢,人類也無法在未來繼續生存下去,原因很簡單,有限空間的資源是有限的,只有能夠周遊宇宙,資源才是相對無限的,才能讓人類文明延續更長時間。

類似地,速度不僅能使我們開闊眼界,走向更遠的星空深處,根據愛因斯坦的相對論,速度也能影響時空。時空膨脹效應告訴我們,當物體無限接近光速時,時間也無限接近停止。假如你坐在這樣的飛船裡,飛船裡的時間只過去了幾分鐘,而地球上的時間很可能已經過了幾千年,甚至成千上萬年。

談到人類超高速飛船,很多人會想到「旅行者1號」,這是美國航天局於1977年發射的星際探測飛船,最初它的速度並不快,但在軌道上多次加速後,現在的速度達到了每秒17公里。

那「旅行者1號」是目前人類最快的飛船嗎?在派克太陽探測器發射前,它確實是人類速度最快的探測飛船,但當派克太陽探測器發射後,它只排在第二。派克號在2018年發射的太陽探測器速度為70公里/秒,是目前人類最快的飛船。

這大約是音速的206倍,那麼人類創造得最快的物體是由派克號來完成嗎?回答是不,有一種物體是由於科學家的失誤而創造了有史以來最快的速度,那是什麼物體呢?實際上,在我們的日常生活中,經常能看到的一道井蓋,就是一粒微不足道的井蓋。

一次創造極限速度的人居然是個小井蓋,確實讓人大跌眼鏡,那麼這其中到底是怎麼回事呢?談到這個,我們還得回到1957年7月26日的那個晚上。當天,美國進行了一次代號為「Paska-A」的地下核爆試驗。

談到核爆試驗,相信大家都不陌生,儘管人類在實戰中使用核爆,歷史上只有一次,那就是二戰末,美國向日本發射了兩顆原子彈,但人類進行了許多次核爆試驗,基本上都是在沙漠、海洋或地下進行。

正如其名稱所示,地下核爆試驗是將核彈放入地下爆炸,然後計算爆炸威力的試驗。實驗者把原子彈放在一個深150米、直徑為1.2米的坑洞的底部,然後在坑洞口放上一個大約10公分的小蓋子。

放置這一小口井蓋的目的是為了探測核爆後所產生的衝擊波的威力,因此這一口井蓋配備了多種探測器,可對核爆所產生的衝擊波的各個衝擊力進行觀測和記錄。

對科學家來說,在核爆坑的洞口安裝實驗用的井蓋並不神秘。通常,地下核爆試驗產生的衝擊波並不會使井蓋飛得很遠。但這一次卻沒有看到,因為科學家們在計算上的一個無心的失誤,卻創造出了令人難以置信的結果。

由於疏忽而引起的爆炸,比預計的高出了50000多倍,在如此巨大的衝擊力下,井蓋在坑洞中一閃而過,在當時的高速攝影機的鏡頭下,只留下一個畫面,就完全消失無蹤。

核爆炸後,實驗人員開始尋找那口井的蓋子,但一直沒有找到,甚至有人認為它已經不在地球上,而是沖出了地球走向了星空。這些結果無疑令研究人員震驚,同時也令人興奮,因為這一失誤有可能為科學家們帶來新的靈感。

在超高速攝像機的幫助下,研究者最終計算出了井蓋的精確速度,大約每小時24萬公里,或者說每秒70公里。這一速度可以與派克太陽探測器相匹敵,它是地球逃逸速度的6倍,太陽系逃逸速度的3倍。

一座小井蓋創造了一個驚人的速度,它不僅能離開地球,還能離開太陽系。因此,許多人認為它可能已經不存在於地球上了,但是物理學家羅伯特·布朗利提出了相反的觀點,他認為儘管井蓋可以達到很高的速度,但因為地球並非真空環境,而是有很厚的大氣。

井蓋在穿過大氣層時會產生很強的摩擦,從而產生很高的溫度,這種溫度有可能使井蓋熔化消失在大氣中,因此它沒有離開地球。無論這座井蓋最終的命運如何,它都創造了歷史,讓人類看到了核能的強大力量,也許我們受此啟發,將來就能把飛船的速度提高到這一水準。

據科學家計算,在核爆衝擊波到來時,井蓋的初始理論速度已經達到了光速的萬分之一,這是所有人造物體都達到的頂峰。假如我們的飛船能達到這個速度,那麼太陽系就會成為人類的後花園,而人類也將真正開始進入太空時代。

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