在太空中开枪

2013-04-29 00:44
科普童话·百科探秘 2013年8期
关键词:射中反作用力木星

实际上,宇航员在进行星际探险的时候,是允许他们把枪带到太空里的。几十年来,俄罗斯宇航员的标准生存背包里面就一直装有一支枪。但是,这支枪并不是给他们在太空里跟外星人打“星球大战”用的,而是为了防备他们在返回地球时,如果降落在危险的区域,这支枪可以为他们提供一定的生存能力。不过从理论上来讲,宇航员当然也可以在太空里使用枪支。

我们都知道,在太空中没有氧气,也没有空气,那还能开枪吗?呵呵,这个,你就不用担心啦。尽管火药在真空中无法燃烧,但枪支仍可发射出子弹。这是因为,如今的弹药都是自带氧化剂的,在任何环境下都能够触发火药引爆。所以,无论在宇宙的什么地方,枪里的子弹是一定可以打出来的,不要求必须要有氧气。

但是,毕竟太空的环境同地球上相比,存在着非常大的差异。因此在太空中开枪时,会发生许多今人意想不到的情况。

而那个宇航员呢,他的情况就更不妙了。根据刚才说的原理,他会一直被那个反作用力“推”着,慢慢地后退、后退、再后退……就像子弹一样,只能等到这个力完全消耗了,才能在太空中慢慢地停下来。想想看,子弹以每秒1000米的速度前进,都要走上1000万光年的话,那么宇航员以每秒几厘米的速度后退,得用多长时间?好吧,这辈子,再加上下辈子、下下辈子……干脆一句话:他只能永远在宇宙里后退了。

情况一:永不停下的子弹

如果一位宇航员正在太空中漂浮,他的手中只有一把枪,枪里也只有一颗子弹。这时,如果他朝着面前的茫茫宇宙开一枪的话,会发生什么事情呢?

根据力学原理,在开枪的一瞬间,子弹冲出枪膛时,会产生一个大小相等、方向相反的反作用力。平时我们在地球上开枪的时候,会不由自主地向后“坐”一下,就是因为要承受这个反作用力的缘故。现在这个反作用力被施加在了宇航员的身上,因为处于无重力环境,那么宇航员在子弹射出的同时,自己就会朝着与子弹行进相反的方向移动。如果子弹以每秒]000米的速度离开枪膛、向前飞行的话,那么宇航员则会以每秒几厘米的速度向后移动。这是因为,人体的重量可比子弹要大得多啦,所以子弹飞得快、宇航员飞得慢……

啊,原来就是飞一段嘛,有什么大不了的?不过,有的科学家认为,子弹一旦在太空中被射出去,就会一直不停地向前行进。因为宇宙是在不断地向外扩张,而且这个速度要快于子弹射中物体的速度。这就好像你伸手去抓桌子上的书本,眼看就要抓到了,桌子却被一只看不见的手在向后拽,这样下去,你跟书本之间的距离当然就越来越远啦!由于太空里没有空气,因此子弹不会被空气的阻力拦住,也不会像在地球上那样,飞来飞去,总有掉到地上的一天。根据有些科学家的计算,这样“畅通无阻”的子弹会在行进1000万光年之后停止前进。这旅程好漫长啊。

情况二:子弹被星星吸住

宇宙里的星星这么多,拿一个来当靶子打打吧!如果一名宇航员在太空里朝木星开了一枪,会有什么情况发生呢?

首先,你当然不用担心这一枪会把木星打“坏了”,更不用担心木星会被你这一枪吓得赶紧躲开……由于木星的引力场非常强大,飞出去的子弹会被木星吸住。哪怕宇航员距离木星很远,或者是个糟糕的射手,严重偏靶,木星巨大的引力同样会吸住子弹,让子弹在半空中“拐弯”,飞向自己。

其次,子弹在飞行的过程中,由于受到木星引力的牵引,其速度会越来越快,并且最终达到令人难以置信的速度。经过天文学家舒尔茨的计算,如果宇航员直接瞄准木星射击的话,当子弹穿过木星大气层的时候,速度几乎可以达到每秒60公里。在这种情况下,倒是子弹要当心自己会不会被摩擦得燃烧起来,还没碰到木星的边儿,就先“自爆”了。

情况三:射中自己的后背

在枪战片里,我们经常看到:有很多坏人,是用从背后“开黑枪”的方式来暗算好人的。当然更常见的场景是,正当坏人占了上风的紧急关头,往往会有警察啊、英雄啊好像神兵天降,从背后打来及时的一枪,将坏人消灭……然而,在太空环境下,有时你根本就不需要这样的“救兵”。比如说,如果坏人这时正站在某个行星的轨道上,他朝前开枪的话,就有可能会自己射中自己的后背!

这是怎么回事啊?嗯,其实也没什么神秘的,你想想,月球不是就这样绕着地球转啊转,已经转了多少亿年了。而且,卫星啊、太空垃圾啊,一旦落入月球的运行轨道,就会变成它的“伙伴”,也跟着转起来。所以,子弹一出枪膛,当然就也会被这个引力所控制,开始跟着绕圈子了。不过,这个“自己打自己”的效果不是轻易就能实现的。首先,宇航员必须朝水平方向开枪,以便让子弹绕着行星转了一圈,最后正好能回到自己开枪的地方。而在这个过程中,还需计算好宇航员开枪后自身向后移动的距离。而且这些设定和计算必须毫无误差,才能达到射中自己的效果……拜托,我们为啥要这么费劲地开枪打自己呢?

有的天文学家开玩笑说,如果宇航员想被自己射出的子弹打中后背,那么最佳的开枪地点是在月球表面的环形山上。因为从理论上来讲,如果宇航员在月球的环形山上水平向前发射子弹,而子弹的速度约为每秒1600米左右的话,那么这颗子弹最终会回到发射地点。所以……为了防止哪天谁不小心“走火”,干出这么傻的事情,让全宇宙看人类的笑话,还是不要让宇航员带着枪到月球上去吧!

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