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1957年,科学家不小心多算5万倍,创造出最快物体:核动力井盖

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人类可以制造出以每秒将近30万公里的光速前进的光子,也可以把电子、质子这样的亚原子粒子加速至足够接近光速的程度。然而,由于相对论效应,人类当前还没有办法把宏观物体加速到亚光速。

  由于没有足够快的速度,人类在很长时间内都被束缚在地球上,无法挣脱地心引力。直到1957年,通过大量燃烧化学燃料的火箭,让斯普特尼克1号能够加速到8.1公里/秒,使其成为首个进入太空的人造卫星。

  

  但事实上,就在同一年,在第一颗人造卫星发射之前的一个多月,有一个窨井盖获得了远超斯普特尼克1号的速度,这让它有能力直接冲出地球大气层,甚至让它可以冲出太阳系,而它的动力来源竟然是核能。要知道,核动力火箭至今还是人类梦寐以求的东西。

  至于这个井盖的来源,还要追溯到美国在1957年进行的“铅锤行动(Operation Plumbbob)”,这是一系列的核弹爆炸试验,其中包括几次地下氢弹爆炸试验。在试验中,一个计算错误导致了一场意外的发生。

  

  1950年,自世界第一颗原子弹爆炸5年之后,美国计划研制更具破坏性的核武器——氢弹。次年,物理学家乌拉姆和泰勒在氢弹理论设计方面取得重大突破,通过原子弹爆炸来引发氘核聚变是可行的。

  1952年,美国引爆了世界上第一枚氢弹,其重量达到了65吨,爆炸之后产生的能量为1000万吨TNT当量,其威力远超原子弹。此后,美国不断改进氢弹,并成功实现了氢弹的小型化和实用化。

  

  在之后的铅锤行动中,又进行了人类首次的地下氢弹爆炸试验。研究人员挖出了一个深度150米、直径1.2米的深坑。在坑底,注入了几万升的水。在坑顶,焊接着一块厚度为10厘米、重达900公斤的钢质井盖,用于控制核爆炸。

  当竖井底下的氢弹被引爆之后,释放出巨大的能量,竖井中的水瞬间被蒸发成水蒸气,导致竖井内的气压急剧升高。最终,焊接在竖井顶部的井盖被掀开,火焰喷射到百米的空中。

  

  这个始料未及的结果源自于研究人员算错了小数位,导致实际的爆炸当量要比最初的设计当量高了5万倍。这样的计算错误让竖井变成了炮膛,井盖成了炮弹,核爆炸根本无法被限制在地下。

  当时,一架高速摄像机正在该竖井附近对其进行拍摄,结果只捕捉到了井盖飞上天的一帧画面。据此,科学家计算出井盖的初速度高达66公里/秒,或者每小时23.76万公里,这相当于音速的194倍,斯普特尼克1号轨道速度的8倍。

  

  根据牛顿物理学可知,当初速度达到7.9公里/秒时,航天器可以无动力绕着地球转动。当速度达到11.2公里/秒时,航天器可以无动力脱离地球引力控制。而当速度达到16.7公里/秒时,航天器能够无动力摆脱太阳的引力束缚,最终依靠惯性飞出太阳系。

  由此可见,以极高速度运行的井盖可以飞出地球,并且朝着太阳系外飞去,地球和太阳的引力都不能束缚住这个核动力井盖。如果是这样,这个井盖将会飞得比旅行者1号更远。

  

  不过,有的科学家认为,这个井盖可能根本就没有飞出地球,而是在大气层中汽化掉。因为地表的大气层十分稠密,在空气中高速运动的井盖将会产生超强的气动加热效应,使温度上升至数千度,导致井盖完全汽化掉。

  或者这个井盖没有完全蒸发掉,它的速度降了下来,无法挣脱地球引力,最终没有飞出大气层。从地面发射的高超音速炮弹和流星体一样,也有保持速度的问题。一般而言,质量不到8吨的流星体在穿过大气层时,无法保持它们原先巨大的宇宙速度,最终只会成为从天上掉下的石头。因此,这个井盖有可能又会重新落下来,掉在至今仍然不为人知的地方。

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