理論上,《三體》中的水滴能被製造出來嗎?

2020-11-24 星辰大海路上的種花家

對於材料,人類至少有兩個願望,一是製造一種超高抗拉強度的材料,以便製造太空電梯,方便低成本進入太空!而另一個則是製造一種超高強度的抗打擊材料,比如作為飛行器或者作戰坦克的表面裝甲!當然傳說中的水滴就是被這樣的表面材料所覆蓋!這絕對是一種令人心馳神往的一種材料,那麼它能被製造嗎?

一、什麼是強相互作用力?

強作用力材料地球上存在嗎?其實到處都是,但問題是都躲在原子內部,因為原子核內部的質子就是被強作用力束縛在一起的,因此我們只要將其解放出來,讓其質子質子質子無數質子堆積在一起不就可以了嗎?是不是很簡單,看種花家多聰明,但這樣的騷操作是否可行?

要理解是否可以如此騷包操作,那麼我們必須得了解下四種基本作用力!引力和弱作用力我們撇開不談,因為在質子的世界裡,這兩者可以忽略!那麼質子不是強作用力麼,為什麼還要扯進電磁力?

質子受到兩種作用力的束縛

強相互作用力同性正電荷的斥力強作用力的距離極短,在距離大於2×10^-15M時,強作用力幾乎就會消失,在1~2×10^15M之間時強作用力表現為互相的吸引力,但小於10^-15M時候又將表現為斥力,並且距離縮小,斥力反而會增大!

二、強作用力材料能被製造嗎?

上文說明質子受到強相互作用力和電磁斥力的雙重作用,此時中子的作用就非常明顯了,因為中子不帶電荷,但它參與強作用力疊加,從理論上來說它可以一直疊加下去,但事實上卻不能,因為質子與中子之間的強相互作用力在更多的疊加時即會被電磁斥力所主導,簡單的說就是質子數量的增加在超過一定極限時將會表現出不穩定,比如自然界存在的92號鈾元素!,它的質子數達到了92個,這是自然界能達到的質子數最高的元素,但鈾元素也是不穩定的!(當然不穩定的另一個因素中子的數兩,當中子數超過質子數時就明顯表現不穩定,會自發的發生衰變)!

因此強作用力材料中,質子與中子都是必備的,而且必須消除質子的正電荷屬性,但假如用電子中和了正電荷的話則質子成為了中子,一堆強作用力束縛的中子?難道強作用力材料就是中子材料?也許這將導致一個比較可怕的結果!一堆聚集的中子算豐中子核?將可能發生β負衰變即:一個中子轉變為質子,同時釋放一個電子和一個反中微子!

中子的質量為:1.6749286 ×10-27千克

質子的質量為:1.672621637×10-27千克

如果各位有興趣的話,計算一下,將會發生0.1379%的質量虧損!這意味著什麼?意味著巨大能量的釋放,儘管只有單位質量的氚氘聚變能量的1/5,但這依然是神一樣的存在!

三、結論

看來強作用力材料還不是人類現在能夠製造的,可能需要嚴格編輯原子核中質子與中子的排列方式,然後客服電磁斥力作用,才能達到傳說中水滴的強度,但以當前人類的科技,操作原子已經是極限了!

操作矽原子可能就是人類技術的百尺竿頭了,而質子,只有原子直徑的萬分之一都不到,也許未來還有相當長的距離要走!另外有一個問題是:如何將這些討厭的核外電子弄走讓原子核靠近卻不釋放能量則是另外一個話題了!

相關焦點

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  • 傾盡人類所有科技,150年內能製造出《三體》中的水滴嗎?
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  • 《三體》竟然被拍出來了!
    而《我的三體》中,所有的場景都是製作組像樂高一樣一塊一塊搭出來的。因為畫面從觀賞的角度上就被人拒之門外,起初,這部動畫是上傳在B站的遊戲板塊,而不是國漫板塊。可因為該片忠實於原著,也盡力在還原重點劇情,不瞎改,所以也引來了不少人觀看。
  • 《三體》中的物理學:水滴態可能存在嗎?
    儘管《三體》中的物理設定有硬傷,但這並不妨礙它成為一部偉大的科幻小說,也是一部與當代科學特別是物理學接軌的小說。理論物理學家、中國科學院理論物理研究所研究員李淼在著作《<三體>中的物理學》(湖南科技出版社,2019年)中以《三體》為起點介紹了令人耳目一新的現代物理學和現代宇宙學知識,認真探討了這些神奇的設定是否可能。
  • 三體章北海傳:水滴的材料是什麼?
    水滴是三體人的探測器,但是僅僅一個探測器就摧毀了2000多艘人類戰艦,只有少數幾艘戰艦進入前進四狀態。水滴的攻擊方法就是單純的撞擊,除了可以規劃自己的最佳撞擊路線,並且可以準確撞中燃料庫。它還有非常堅硬的外殼,這是水滴最可怕的地方。
  • 三體中的黑暗森林理論是如何推導出來的?
    在這之前科幻界對於宇宙規則和倫理的構建有完全不同的看法,比如在我心目中穩距科幻界巔峰的衛斯理系列,他的觀點是:科技的發展同時伴隨道德水平的發展,一個能夠掌握星際旅行的文明必然已經發展到極為高尚的思想水平,不會對任何低等文明進行無聊的攻擊。
  • 《三體》水滴第一任務為何會失敗,牛逼反被牛逼誤
    《三體II——黑暗森林》中水滴到達太陽系的第一任務是什麼?水滴為何在距離地面倆萬公裡的地方突然轉向,徑直飛向太陽並急劇減速而沒有撞擊地球?水滴這次任務的失敗帶給三體世界的是什麼?水滴與人類文明初次接觸可以說人類是嚴陣以待的,同時人類的內心充滿了自信甚至狂妄。
  • 《三體》中水滴用了什麼科學原理?為什麼可以摧毀上千艘飛船?
    按照書裡的說法:它的強度比太陽系中最堅固的物質還要高百倍,這個世界中的所有物質在它面前都像紙片般脆弱,它可以像子彈穿透奶酪那樣穿過地球,表面不受絲毫損傷。具有這種強度的水滴,當然可以不費吹灰之力摧毀兩千多艘太空戰艦。這場末日戰役的悲壯,書裡寫得淋漓盡致了,水滴的威力也展現得很清晰了。
  • 《三體》這部作品裡面,水滴是怎麼被打敗的?
    三體人是指我國作家劉慈欣所寫科幻小說「三體」中的一個外星智慧文明種群,居住在距離太陽系四光年外的半人馬座α星。何為「三體人的水滴」?在這部作品中,「水滴」是三體人用來對地球進行通訊幹撓的裝置,穿透力超強,同時可以屏蔽地球人向太陽傳出的信號,簡言之「水滴」是三體人的武器之一。
  • 《三體》末日之戰,水滴攻擊怎麼會故意放走兩艘恆星級戰艦?
    作為科幻迷,《三體》三部曲,值得精讀。作者劉慈欣在《三體》末日之戰中描述的戰鬥場景,充滿著奇異色彩,讓人大開眼界,不得不佩服一個理工男的冷酷。按照人類對戰爭的想像,太空戰,怎麼著也得雷射亂掃、飛彈亂飛、爆幾顆核彈、搞點反物質什麼的吧,怎麼著也要「尊重」對手,咱們拉開架勢幹一場。聽上去頗有點春秋時期的風格。