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隨著最近星球大戰電影在全球的成功上映,好萊塢大片中的許多情景讓人難以置信:一部很受歡迎的電影魔法《原力覺醒》開始受到質疑。當這些星際飛船在外太空戰鬥時,會向各個方向發射雷射,我們可以看到微型戰鬥機在爆炸中急速穿行,然而某個不幸被爆炸碎片擊中就會急速墜落。
它成就了一部偉大的電影,但是事實是怎麼樣的呢?太空中的真是爆炸是什麼樣的呢?
一種非同尋常的爆炸
正如我們通常理解的那樣,爆炸是在一定的壓力和溫度下某種物質釋放出大量煩人氣體、熱量和壓力。其本質是勢能到功的快速轉化,在地球上,許多的爆炸伴隨火球的產生。
這個火球是真正被關注的核心,因為它是由可燃性氣體或液體與氧氣一起燃燒產生的。火的產生需要三種非常簡單的因素:氧氣、熱量和燃料。這個基本的「要素」列表就是為什麼火可能是人類經歷的第一個化學反應,但至今仍然讓人痴迷的原因。
許多人認為太空中不存在爆炸和火球,因為太空是一個真空環境,沒有氧氣。因此,人們相信太空中存在燃料和熱量,但是缺少必要的氧氣,火就不會發生。事實上,這一觀點不完全正確。
火需要的氧化劑,實際上是一類更寬泛的物質。在地球上,氧氣是最容易獲得的氧化劑,這就是為什麼我們認為火「需要」氧氣的原因。然而,如果一艘滿載液態氫或者液態氧的飛船發生爆炸,就有足夠的氧化劑可以與燃料和熱量發生燃燒。
然而,爆炸卻大不相同。爆炸產生的碎片會從爆炸中心向四面八方發射,且在沒有大氣壓力的情況下不會受到阻礙繼續直線前進。煙不會上升,火不會持續燃燒,但是從各個方向全速飛濺出去的碎片使爆炸在太空中更加危險。
實際上,太空中的爆炸像一個向外移動的明亮的燃燒球,也是爆炸物釋放的能量和物質(能量和光可以在真空中傳播)。由於飛船上氧氣的洩露,爆炸周圍的環境在一定時間內不是真空狀態。太空和燃燒的燃料之間達到壓力的平衡需要一段時間。直到可用的氧化劑消耗完,燃燒和隨之發生的火災結束,但是爆炸的影響力依然很明顯。
然而,涉及處於爆炸狀態的太空飛船時,大部分的電影都忽略了一個重要的方面。考慮到所有與爆炸有關的噴發物和物質不受氣壓的影響,所以飛船移動的同時爆炸也會隨著繼續前行。這是許多電影都忽視的一個細節,電影中爆炸發生後畫面通常是靜止不同的。
化學爆炸和核爆炸是什麼樣的情況呢?
化學爆炸與我們經常看到的地球類電影中的物理爆炸有些許不同。化學爆炸通過化學化合物中弱鍵的斷裂實現,這類反應不需要氧氣的參與。
核爆炸實際上廣泛存在於太空中,最著名的是1962年的海星大爆炸。這次爆炸發生在距離地表250英裡的地方,爆炸範圍相當於140萬噸的TNT爆炸。這導致了不止一次的短暫閃光,在太平洋的大部分地區都可以看到這次爆炸產生的強烈極光,持續時間長達7分鐘。
同化學爆炸類似,裂變反應也不需要氧氣,但可以產生大量的光和能量,並且看起來與地球核爆炸非常相似。這樣想來,我們的太陽像是著火了,但是實際上它在不斷經歷著核聚變反應(與發生核爆炸的裂變反應相反)。
綜上所述,外太空絕對不會發生爆炸,但是這取決於爆炸物所處的物理和化學環境。此外,大部分爆炸持續時間短,比經典的好萊塢電影中的爆炸時間短的多。
不好意思,沒有想要你的星球大戰夢想破滅。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.sciabc-NASA
Ask An Astronomers -Cornell University
NASA
TVTropes
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