一是因為「三體裡面明確說化學火箭沒有前途」是有語境的。劇情裏章北海想要能在較短時間內衝出太陽系的宇航載具,來進行宇宙逃亡。那超過了化學火箭的能力範圍。即便在他的有意識幹預下,人類還是走了許多彎路,花了數百年時間才搞出核聚變推進的飛船。

現實中,人類並沒有在近未來獲得宇航能力的迫切需要,不著急拿現在的技術去搞。化學火箭還遠沒有達到最高效率與安全性,仍有潛力可挖並可以向其它行業輸出新的技術成果。一步步踏實地前進更加穩固,實際上可能比小說裏描寫的進步更快。

如果你非要現在就換別的推進方式,離子推進、帆類推進、磁軌炮直接射出去之類只適合在真空中使用,毫米波火箭[1]在大規模發射時效率才能超過化學火箭,而現在又沒有那麼多發射任務。動量交換繩現在都沒一根,在學會走之前不要成天想跑。

也有一些技術樂觀主義者認為在2045~2075年技術奇點[2]就會降臨,一勞永逸地解決這些問題。


二是因為三體描寫的「無工質可控核聚變輻射推進」在現實中比化學火箭更弱,現實的核能推進技術則有很大的危險性和諸多的技術難題,在目前的條件下還不適合使用。

現實中可控核聚變本身舉步維艱,用輻射推進的效率更要比噴射聚變產物低幾萬倍,別人整出來核聚變推進也不會留著聚變產物的。可以參照此處:

《三體·黑暗森林》裏,人類是如何把可控核聚變做到無工質推進的??

www.zhihu.com圖標

對現實中的核推進有興趣的話,可以參照以下內容。

火箭公式與相對論性火箭公式的簡介:

宇宙中幾乎真空,飛行器速度為什麼不可以無限增加,即使加速到光速的百分之二十都十分難??

www.zhihu.com圖標

代達羅斯計劃與遠射計劃的簡介:

用聚變引擎推動火箭達到0.01%光速可行嗎??

www.zhihu.com圖標

代達羅斯計劃的聚變裝置的構造:

慣性約束聚變(激光聚變)技術的發展,用在宇航中作為脈衝聚變發動機的可能性有多大???

www.zhihu.com圖標

三是因為人類知道的高級推進技術的發展方向比三體3描述的「曲率推進」還要遠大得多,但也因此現在的技術搞不來。

三體3敘述的東西跟現實世界的曲速理論是不一樣的,阿庫別瑞度規允許事實上超越真空光速。

理論物理學家米給爾·阿庫別瑞(Miguel Alcubierre)在1994年提出的阿庫別瑞度規定義了曲速引擎的時空,按照廣義相對論來解讀,這是一種洛倫茲流形,允許一個曲速泡出現在原先平坦的時空中,並在實質上以超光速移動。其速度沒有特別的上限。按照暴漲宇宙論的現有模型,宇宙早期空間膨脹的速度可能達到過真空光速的1E70倍。可觀測宇宙和目前不可觀測的部分的估計尺寸在這種速度面前都是毫無意義的。

製造麴速泡需要巨大的負能量,但後來NASA的哈羅德·G·懷特改進其數學模型,用曲速環的形式將拖動較少物質需要的負能量壓縮到卡西米爾真空可以承擔的範圍附近[3][4]。他已經就此進行了一些實驗,這被廣泛解讀為NASA在研製曲速引擎。

去年黑洞事件視界影子的照片大概你也看了。那周圍的等離子體的視速度就是超越真空光速的,那是黑洞參考系拖拽對時空的影響。你可以認為那就是曲速飛行。

零點能推進器:

2014~2016年,NASA考察了零點能推進器的理論可行性,在目前的低級理論與低級技術下較完善的基礎論文如下:

https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.B36120?

arc.aiaa.org

現在我們已經有非常原始的卡西米爾電池、循環卡西米爾動力裝置、氣體循環卡西米爾腔等微小功率的零點能裝置的設計,但初步實驗還沒有取得公認的成功。

世界各地有一小部分民間人士致力於設計利用零點能的裝置,直接創生能量的第一類永動機和用卡西米爾效應強制吸熱的第二類永動機都有,其中一部分宣稱取得了一定成果,但目前的「實物」並不起作用。當然,也存在微小的可能性:可控核聚變發電商業化的進度會晚於零點能裝置,使前者變得毫無意義。

黑洞引擎:

物質沿螺線落向黑洞時,強大的引力場使得物質摩擦並被加熱,發出白熱光併產生磁場,該磁場使物質流沿黑洞極區高速噴出。黑洞的吸積盤足夠熱得輻射出X射線。這一過程能夠釋放出物質的質量的10%對應的能量,而恆星核聚變的效率只有0.5%。在能製造出宏觀黑洞並控制得住它的場合,將任何垃圾投向黑洞都可以從高熱吸積盤散發的電磁波與高能粒子和黑洞極區拋射的高能粒子射流獲取大量的能量,吸積盤的磁場也可以支持發電機。將任何垃圾投向帶電的黑洞都可以增加它的轉動能量,高速旋轉的帶電黑洞可以支持巨大的發電機。而黑洞吸入物質獲得的質量也會隨著時間以霍金輻射的形式放出,不會一直堆積在黑洞裏。霍金輻射有黑洞越小則輻射強度越大的特點,小黑洞的霍金輻射可以比恆星更亮,投入物質維持它的存在就能持續獲得能量。這是人類現在知道的效率最高的能量產生方式。

黑洞可以具有電荷,小黑洞可以被電磁束縛,對於大黑洞則可以圍繞它在一定距離外建立設施。在合適的軌道上,黑洞吸積盤的輻射壓可以和具有足夠軌道速度的設施受到的引力平衡而防止設施偏離或墜入黑洞。製造黑洞的方法可以是用大規模供電系統將大量太陽輻射轉化成電能支持若干加速器、激光器或直接使用太陽能泵浦,將粒子加速至超高能或產生強激光,匯聚至一點。也可以是用大量核材料造成核武器,聚焦其起爆產生的硬X射線。無論如何,產生這樣的黑洞需要粒子達到1千億億億電子伏特以上的能量,這比人類現在最大的粒子加速器LHC的能級高了千萬億倍。靠多維空間理論的ADD模型可以降低產生黑洞需要的能級直至較靠近LHC的能力[5],這種支持粒子加速器造黑洞的理論是最接近我們現有科技水平的。也有學者做了關於LHC已經能產生微黑洞的研究[6],但這還需要進一步證實。ADD模型的微黑洞對霍金輻射穩定,即使從量子級開始一個個吞噬原子也能維持自身。

參考

  1. ^https://www.zhihu.com/question/338879543/answer/782058272
  2. ^https://zhuanlan.zhihu.com/p/27765001
  3. ^https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936.pdf
  4. ^http://earthtech.org/publications/davis_STAIF_conference_2.pdf
  5. ^Dejan Stojkovic, 2005 https://www.researchgate.net/publication/8034759_Distinguishing_Between_Small_Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali_and_Randall-Sundrum_Accelerator-Generated_Black_Holes
  6. ^Barbara Betz,Marcus Bleicher,U. Harbach,T. Humanic,B. Koch,Horst Stoecker, 2006 https://www.researchgate.net/publication/2020077_Mini_Black_Holes_at_the_LHC_Discovery_Through_Di-Jet_Suppression_Mono-Jet_Emission_and_a_Supersonic_Boom_in_the_Quark-Gluon_Plasma_in_ALICE_ATLAS_and_CMS


繼三體社會科學後,三體自然科學也出現了?

我就不明白了,《三體》到底是科幻小說,還是學術著作,還是聖經?

講回火箭,目前化學燃料火箭能滿足人類的發射需求,化學燃料火箭的改進,也可以滿足目前人類期待的大部分需求。

其他推進方式,目前都還依賴基礎科學/技術研究的突破,離應用還很遠。

不能因為現在有了內燃機,就認為工業革命時期改進蒸汽機很蠢吧?

偶爾寫寫公眾號:卷卷和他的朋友們,歡迎關注。


化學火箭低效嗎?

低效,非常費拉不堪

但是你只有這個可以用,你看看等離子推進器的推進效率就知道為啥了

至於無工質...

目前還沒有發現有效的無工質推進方式


帆船是沒有前途的

但是大航海的第一章還是由帆船展開的

連航天領域都「蒸汽機」還很遠吧

現實世界裡

航天根本沒那麼大動力去搞大玩意

土星5號打了幾次?

太空梭一次運7個人+20噸貨就已經過剩了,你打一發去國際空間站相當於聯盟和進步號打7-8發,問題是真的要一次上去那麼多人?國際空間站輪換一次只要3個人就行。

spx搞出復用5次的火箭以後就發現火箭過剩了,只能創造發射需求拿星鏈消耗火箭壽命

沒有利益就沒有發射需求,沒有發射需求就不可能造大火箭,沒有大火箭牽引誰來研究非化學能火箭?

現在充其量也就是哥倫布聽說東方好像有取之不盡的香料的階段


因為三體是科幻,後麪人類恆星級戰艦120G。假設飛船重10Wt,那推進功率得有3.5×10^19W,相當於每秒200個大伊萬,現實中全人類發電功率的一千萬倍,這飛船居然被什麼次聲波氫彈幹掉了也是神奇。無論電推還是無工質現實中推重比能到1的一個也沒有。入軌都入不了談什麼太空?


推薦閱讀:
相關文章