看科幻作品需要了解的科学知识科普(3-1)
7、核裂变和核聚变,原子弹、氢弹和核弹
基本力强力的威力。原子弹原理是核裂变,是由放射性重金属U235通过链式核裂变释放巨大能量;氢弹原理是核聚变,即通过氘相互聚合成氢元素而释放出巨大能量。原子弹、氢弹都叫“核弹”,随着核技术的发展,如今的核弹,都是这种裂聚两变于一体的核弹,有三层:里外是原子弹,中间是氢弹。核弹爆炸时,先爆最内层原子弹,然后温度和压力启动氢弹爆炸,最后引发外层原子弹再核爆一次,所以,如今的核弹,同二战时美国在日本使用原子弹的当量和威力已不可同日而语。
事实上,当今五常的核弹全是这种原-氢弹合成的方式(对,有且只有法定拥核的五常才有,以色列、印度、巴基斯坦、朝鲜,它们只有原子弹这种一代核弹),那种说全世界只有中国才有氢弹的说法,完全是网络流言。
8、光速、光年和天文单位
光速是速度单位,为29.98万公里/秒,地月距离是38万公里,光大概需要1.3秒到达。太阳到地球,光需要多8分钟到达。换句话说,你看到的太阳光,实际上是8分钟之前从太阳发出的。同理,我们看到的距离地球100万光年的某颗恒星,实际上,我们看到的是它100万年前的样子。
光速公认是已知宇宙中最快的速度,是宇宙内已知速度的极限,任何物体的运动,都不可能超光速,包括各种有静止质量的粒子,也只是接近光速,这是基本认知,非常重要。但这一点经常被反智的民科所质疑。
光年,是长度或距离概念,不是时间单位,是指光走一年的距离。比如,不管是三体里的三体星,还是流浪地球里的地球流浪的目的地,实际上都是半人马座α星。该星座有三颗恒星:AB星大小相近,互绕, C星(比邻星)在外围又环绕AB星。生动地说,AB两人在公园中心打太极,而C则在公园边缘绕着他们转圈圈。比邻星离地球大概4光年,也即以光速旅行,也要花上4年时间。但比邻星已经是离我们太阳系最近的一颗恒星了。现实中三体星是稳定的三星系统,并不是三体作品中混沌状态的“三体世界”。科幻作品,可以允许幻想和假设,看这两部作品时,我们不要较真。
天文单位:是距离单位,地球到太阳的距离,是一个天文单位。比如,木星到太阳的距离大概是5.2个天文单位。
9、地球、太阳、银河系和宇宙;公转与自转;星系和星座
地球是行星,就是本身不发光但被恒星引力影响而围绕恒星运动(公转)的天体。地球属于太阳系;围绕行星运动的天体叫卫星,比如月球就是地球的卫星。
太阳是恒星,恒星就是自身会发光发热的天体,基本是由氢氦元素组成的产生核聚变反应的离子态的星球。太阳系属于银河系,位置相当于我们今天理解的城乡结合部还偏乡村一点的地方(所以才安全哈)。太阳围绕银河系中心黑洞公转。
银河系是旋涡星系,是约3000亿颗发光的恒星聚集在一起带有旋臂的恒星群,直径15-20万光年。人肉眼看到的星星,除了几个是太阳系内的行星如金星、木星外,绝绝大多数都是银河系内的恒星,极个别是银河系外星系(如仙女星系)。
仙女座星系是类同于银河系一样的恒星群,是银河系的近邻,大小和我们的银河差不多。
银河与仙女星系系围绕彼此的质心旋转,约40亿年后,两者将相撞,融合成一个新的星系。
银河和仙女这两个星系,又属于更大的本星系群的一部分,直径1000万光年。而比本星系群更大叫作超本星系团,直径1.1亿光年,上面还有……
而宇宙,就是由无数多个这样的本星系、超星系和宇宙星云组成。
目前人类可观测到的宇宙,是930亿光年,有学者粗略估计宇宙中有10万亿个星系,其他学者则认为这个数字可能严重低估了。可见,宇宙之浩瀚,之无穷无尽,超出我们的想像。
有几个人知道,地球上所有的沙子(颗粒)多,还是天上的星星(宇宙的恒星)多?答案是天上的星星多。具体多少不用知道,只需记住这个结论就行了。
不管是地球、太阳还是银河系,除了公转,其实也有在自转。至于天体为什么会公转与自转,公转自转的能量来源是什么?解释很多,靠谱的回答是要追溯到行星和恒星的起源,甚至和宇宙大爆炸及星际尘埃中粒子的运动分不开,这里不作展开。为什么地球自转了46亿还不停下来呢?答案是,地球本身处于太阳系的真空中,没有阻力,一直靠惯性自旋,当然停不下来。
星系和星座
星系上面已经说了。星座只是人们在同一天空区域观测到的星星组成结构,或说是一些星星所在天空的投影。星座中的星星往往彼此间没有什么联系,可能不属于同一星系,甚至某颗星星本身就是一个星系。
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sha: 费劲