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星际飞船的等离子推进器,统治银河系的文明,永久持续的能源

为什么说人类距离进入星际时代可能还有数千年呢?难道以目前人类烧开水的技术无法走出太阳系吗?目前人类的探测器飞出太阳系的方式,是使用行星的引力弹弓技术,这与流浪地球电影中地球飞出太阳系的方式类似,借助木星的引力加速到第三宇宙速度脱离太阳系。可这样的方式将消耗极长的时间,如果在达到第三宇宙速度后保持惯性滑行,飞出太阳系则需要一万多年。没有强大的星际发动机和持续的动力和能源,太阳系将是我们永久的牢笼。

在宇宙中加速一个物体的原理其实很简单,如果你漂浮在太空中向一个方向扔出一个小石头,那么你将会得到一个相反方向的加速度。火箭发动机的原理同样如此,不同的是火箭发动机向后扔的不是石头,而是高速高温的的化学燃料喷流。其实人类已经实现了持续动力技术,就是现在科技感满满的霍尔推进器,不过功率非常小,大概只能推动一张A4纸。霍尔推进器的基本原理是用电能产生电磁场,将氙气电离产生离子流推动载具飞行。电能在宇宙中非常好找,只要能接收到恒星辐射就能产生电能。虽然霍尔推进器已经可以实现持续动力,但由于其能量使用方式的限制,注定无法产生能够单独支持星际航行的推力。流浪地球中行星发动机的原理与之类似,不同的是行星发动机喷射的是等离子体喷流。

什么是等离子体呢?物质在宇宙中有四种状态,我们熟知的有气态,液态,固态三种。但物质在宇宙中主要以等离子体状态存在,且主要存在于恒星上。恒星主要有氢和氦组成,其他元素占比很低。但恒星上的氢和氦并不是气态,由于恒星上的温度和压力极强,所有物质原子内的核外电子会脱离原子核游离在原子外,原子被强行转换成离子状态,但失去电子的原子并不会体现出带电正属性,在整体上所有元素会保持电荷相等并总体处于电荷中和状态,所以我们称这种状态为等离子体。等离子体喷流可能是宇宙中最常见,携带能量最强的物质喷流,既然广泛存在,也就说明人类很可能有能力掌握这种能量状态。

不过,流浪地球中的行星发动机燃烧的是普通的岩石,通过重物质聚变的能量产生持续的等离子体喷流。可驾驶星际飞船探索宇宙则不太可能烧石头,氢氦燃料应该是首选,因为这两种物质在宇宙中的存量最多。如果拥有这样的技术就能探索宇宙,那么宇宙中的高级文明是不是应该早就到达地球了呢?毕竟,只要银河系中任意一个文能将宇宙航行的速度提高到光速的1%,那么就能在一亿年里统治整个银河系。

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