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宇宙飞船旋转能制造重力吗(飞船在太空中怎么反作用力呢)

宇宙飞船旋转能制造重力吗(飞船在太空中怎么反作用力呢)-图1

用什么方法可以在宇宙飞船上产生重力?

其实我们早就有了这种技术,可以很容易的在任何地方产生重力。

那就是旋转,利用旋转产生的向心加速度,产生重力。同时,根据爱因斯坦的「等效性原理」,这种加速度产生的「引力」,与万有引力产生的引力,是无法区分的。

向心加速的公式很容易:

一个半径30米的空间站,要产生与地面相同的引力,转速大约是每圈11秒。看起来很快,但由于保持旋转不需要耗费能量,所以也没有什么。

宇宙飞船上这种旋转产生重力的力场与地球上的引力还有一点点微小的差别,就是它在不同高度上的强度差异很大。

由于地球的尺寸本身很大,所以即便高度变个几千米,引力强度也不会有很大的差别。但飞船就不一样了。

如果在30米的飞船上,向上走五米,引力就会降低16%。向上走15米,引力就是一开始的50%。而若到了飞船的中心,那引力就会变成零。

其他网友观点

如果将来人类要探索深空,如何在太空飞行器内模拟出地球重力环境,肯定是一个无法避免的问题。

下面就列举三种人造重力的方式:

①旋转

这个估计是很多人都会想到的,而且很多科幻电影也都是这么做的。比如未来在太空造一座太空城市,形状就是一个大圆环,依靠离心力来模拟重力环境。

②加速度

让飞行器一直处于加速状态。这就就是用加速度来模拟重力,就如跑车启动时的推背感。实际上,按照广义相对论的话说,引力和加速度是等价的,在一个特定的环境下,这两者是无法分辨的。

③空间弯曲

能量或者质量都能是空间弯曲,而弯曲带来的表现就是体现为引力。那么我们是否能在飞行器内部制造出一个这样的一个环境呢(不论飞船是静止还是运动状态)?就好似曲速飞行一样,改变四周的空间曲率。当然了,这种想法目前来讲还是过于科幻。

期待您的点评和关注哦!

其他网友观点

在宇宙飞船上产生重力,就是产生差不多9.8的重力加速度,为此我们可以在两个方向上考虑解决:

①产生真正的重力

②模拟重力

产生真正的重力

产生真正的重力,目前的宇宙中,我们知道,除了物质(质量)和能量可以考虑。

能量对于人类而言,更多的是利用,并不能驾驭,也就是没法直接用能量产生满足人类需求的重力。

而物质呢?物质是组成我们世界看的见摸得着的东西,它比能量实在多了,但我们能用它来产生重力吗?

理论上可行,但实际上很难做到,除非你不介意并且能带上一个地球级别的“大团物质”进行星际航行,因为只有地球质量辣么大的物体,才能产生满足人类需要的重力。

用宇宙飞船带一个地球一同航行,这听起来就是个笑话嘛——质量大都不是主要问题了,关键是体积大的根本不方面带。

所以,带上地球一起去“旅行”,我们疯了也很难办到。

面对上述问题,我们就想,把这团物质“压缩打包”不就可以减小体积嘛。

对不起,电磁斥力拒绝你的想法,白矮星都和电磁力妥协,区区人类就甭想了。

综上,试图直接产生人类需要的重力的策略,行不通。

模拟重力

产生不了,我们可以考虑模拟。

广义相对论有个基本的原理——引力=(等效于)加速度。

这其实在牛顿力学里就是牛二定律,即F=ma。

于是,我们想,我们能否通过产生加速度来模拟重力?答案是肯定的。

可问题是,产生这样的加速度,就要求我们宇宙飞船一直加速,这有个最大速度光速在上面限制着啊。飞船停止加速,模拟的重力就不见了,这如何是好?

这问题其实是我们对加速度的定义没有正确的认识,加速度简单来说就是变化的速度。

划重点!!!加速度和速度都是矢量!!!

但问题的关键就是,速度的变化,不仅可以通过改变速度大小实现,最重要的是速度的方向变化,也是速度的变化。即速度方向的改变,也能产生重力加速度。

于是,圆周匀速运动就是我们模拟重力的另一个最佳途径。

这样的想法就是我们在众多科幻电影里看到的旋转飞船的原理。

这种方法也是我们目前人类能想到模拟重力最好的方法了。

结语

未来的星际航行,重力问题确实是我们必须要解决的难题,在太空飘个几天还行,飘几年几十年能活下来的绝对不是人类了!

所以期待未来有更好的新发现和科技能解决这样的问题,使得我们大规模的星际航行能提前接入人类文明的轨道。

这就是今天熵增给大家带来的科普,喜欢的点波关注,谢谢。

有问题请留言评论,谢谢。

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