史上速度最快的人造物 竟是塊被核彈炸飛的窨井蓋

2020-11-22 觀察者網

史上速度最快的人造物可能不是太空探測器，而是一個窨[yìn]井蓋。近日，網友雨亦奇在專欄中介紹了這個喪心病狂的窨井蓋，是如何被核彈的能量掀飛的...

全文如下：

你猜歷史上速度最快的人造宏觀物體是什麼？子彈？火箭？像剛掠過冥王星的新視野號這樣的深空探測器？你錯了。答案是一個窨井蓋，核動力窨井蓋。而這一切都要歸功於一個早死了幾年的數學老師。

我最近機緣巧合發現了一個叫「核武器檔案」的網站，這網站非常神奇，有許多歷史上的核武器開發和試驗留下來的檔案、照片和當事人的記述。這對於歷史學家、科學家或是好奇者而言就是個寶庫，隨便一翻就會有意料之外的發現。這裡面的資料不僅僅是美國的，還包括了全球各個核力量的資料。

在這些檔案中，有一個事件完全可以也應該拍成一部電影：

1956年，位於美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室正在準備進行核武器的小規模地下引爆實驗。最初的設想挺簡單的：挖個足夠深的洞，差不多150米深，1.2米直徑，把核彈放到洞底，點燃引線，然後撒丫子跑（好吧，我的描述不一定精確...但至少那個洞就是這麼挖的）。一開始這個洞是沒有封口的，因為他們覺得這井道這麼深，即使不封上也不會有什麼洩露出來（理論上也確實沒什麼大問題，不過不得不承認當時的民風確實比現在彪悍一些）。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室

到1957年年中，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家Robert Brownlee準備嘗試把洞口封上進行試驗。在這次代號為「帕斯卡-A」的試驗中，一個超過10釐米厚的實心鋼塊——或者可以稱之為歷史上最大最碉堡的窨井蓋——被牢牢地焊在了試驗井的洞口處。這塊窨井蓋跟下面的核試驗之間隔著150米的空氣，由於距離還是很遠，所以即使窨井蓋被掀飛，似乎也不會飛多遠。除此之外，在試驗井的底部，核彈的上方還有一個1.5米厚，重達數噸的混凝土罩子。

值得一提的是，「帕斯卡-A」中使用的是一個試驗彈，配置有良好的保險措施，即使萬一「走火」，也只會觸發其中很小的一個部分，不會連鎖釋放所有當量。因此大家都覺得這只會是一次小規模的試爆。

太天真了。

於是在1957年8月27日晚10:35分，在新墨西哥州核試驗場U3d分區，核彈被引爆了。但是這次計劃中的小當量試爆的威力卻超過了預期整整5個數量級：原本只打算釋放1千克的當量，結果卻釋放了超過300噸TNT炸藥的能量（數死早的美國人竟然能在核彈實驗中把小數點點錯了5位，也是服了... 真可謂美國人民思維廣，美國人民歡樂多...）。核爆在一瞬間氣化了上方幾噸的混凝土，衝擊波夾帶著這幾噸的極端高熱高壓物質，以超高速沿著井道上升。這時的試驗井實際上成為了一個150米長、1.2米口徑的巨型炮膛（軍迷應該知道125倍徑是什麼概念）。炮膛內部是幾百噸當量核彈釋放的全部能量和混凝土罩的全部質量，而在這炮膛的末端，靜靜地蓋著一個現在看起來小得可憐的窨井蓋。這場景就像是一個海軍艦炮的炮口上放著一個飲料瓶蓋。

當時布置在現場的高速攝像機正在運作，希望能記錄下井道口的情況和窨井蓋被掀飛的場景——如果出現的話。可惜的是，雖然這架攝像機的鏡頭拉得很遠，畫面涵蓋了井道口上方很大的空間，但飛翔的窨井蓋只在鏡頭中出現了一幀。並不是攝像機壞了，而是窨井蓋實在太快了，在高速攝像機的一幀時間內就已經飛出了畫面。事後的計算顯示，這個不起眼的10釐米厚實心鐵盤的發射速度至少6倍於地球逃逸速度（第二宇宙速度），達到了70km/s以上（由於只捕捉到了一幀，所以這個速度只能算是一個下限），也就是時速252000公裡，或206馬赫，可以在10分鐘內繞地球一圈。這個速度是大氣層內飛行速度紀錄的70多倍，現代榴彈炮初速的70多倍，普通手槍子彈的將近200倍，普通民航客機的300倍。這個速度甚至超過了第三宇宙速度（太陽系逃逸速度）的4倍還多，也是剛剛飛出太陽系、距離地球最遠的人造物體旅行者1號速度的4倍。也就是說，如果這個窨井蓋能夠保持這樣的速度，它最終將飛出太陽系，飛向武仙座。在很長一段時間裡，我們都以為旅行者1號是最快的人造宏觀物體，但哪裡知道，遠在旅行者1號發射之前，這一紀錄就已經被一個核動力窨井蓋創造了。這個窨井蓋在不到一秒的時間內獲得了4倍於旅行者1號通過幾十年積累起來的速度。所以，核動力窨井蓋同時也是有史以來「加速度最大的人造宏觀物體」，畢竟它的瞬時加速度可能達到了10^8 - 10^10 m/s^2的數量級。這是什麼概念呢？10^2 - 10^3級別的加速度就足以致人死亡。所以如果有個人在帕斯卡-A試驗的時候正好躺在窨井蓋上，那麼（暫不考慮高溫）首先他露在直徑1.2米的窨井蓋外面的部分將被整齊地切掉，同時他留在窨井蓋上的部分會在瞬間被加速度壓成厚度也許僅為幾個分子的薄膜均勻地覆蓋在窨井蓋的表面（會比《三體》裡的情節更極端，看起來大概跟被二維化的效果差不多）。所以大家沒事不要躺在窨井蓋上哦~

科普節目主持人正講述這個喪心病狂的故事

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