《三体》里,三体人用反物质才能达到的飞船速度为什么地球人用核聚变就能达到?

星宇飘零2099

反物质可以与同等质量的物质湮灭,完全转化为能量,其质能转化率为100%。只要1.1吨的反物质与正物质发生湮灭,就足够人类目前全年消耗的总能量。核聚变是利用较轻的原子核结合成较重的原子核,在反应过程中损失的质量将会转变为能量,其质能转换率大约为7%,还不到正反物质湮灭的十分之一。

不过,质能转化率更高的燃料,不代表可以把飞船加速到更快的速度。飞船的速度越快,动能也越大,那么加速所需的能量也越多。如果反物质燃料少于核聚变燃料,反物质飞船所能达到的速度就有可能与核聚变飞船的速度相当,甚至还有可能更小。飞船最终能够达到多快的速度,主要取决于燃料能够产生多大的能量,而不是燃料效率。

在《三体》原著中,三体文明派出的第一舰队利用的是反物质与正物质的湮灭作为动力来源。但三体飞船本身并没有携带反物质,也无法制造反物质,它们利用超强的磁力场来收集宇宙空间中的反物质。但宇宙中的反物质密度很低,所以收集反物质的效率很低,需要一定时间才能收集到一些反物质用于加速飞船。因此,三体飞船需要很久才能加速到最快的速度——光速的10%。

另一方面,虽然地球文明使用质能转化率较低的核聚变作为恒星级战舰的动力来源,但只要飞船携带足够多的燃料,这也能把飞船加速到很高的速度。根据设定,人类文明建造的恒星级战舰可以被加速到光速的15%。

需要注意的是,人类在三体第一舰队出发200年后才建造出恒星级战舰。而此时的三体文明已经掌握了曲率引擎技术,配备曲率引擎的三体第二舰队能够以亚光速航行。


火星一号

当章北海驾驶飞船叛逃时,舰队国际的领导就给章北海说过,人类的飞船比三体飞船更快。然而章北海怎么说的,北宋的床弩射程比1000年以后的绝大多数狙击步枪更大,只看速度来说科技水平是不现实的。

二战时很多驱逐舰用落后的蒸汽轮机都能达到35节以上的速度,现代的核动力航母,最新驱逐舰基本能达到33节就不错了,护卫舰甚至只有28节左右的速度。

当科技水平不够的时候,还有一条路可以走,就是烧钱。三体人用反物质转化率高,加速比核聚变效率高10倍,那地球人20倍的核聚变材料去反应,输出更大功率也就不奇怪了


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