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如何让太阳从西边升起?中科院算了算:5750亿台核裂变发电机就够了
2022-10-10 13:56:01  出处:快科技 作者:上方文Q 编辑:上方文Q     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

太阳打西边出来了!

你有没有想过,如何才能实现这一幕?换言之,如何让地球自转反转?

没想到,一本正经的中科院物理所,还真一本正经地算了算,论文题目就叫做——《地球作为转动的非惯性系在发生旋转方向的反演时和反演后可能的物理现象》。

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如果参考《流浪地球》计划第一步的刹车时代,利用一堆建在赤道附近的行星发动机“突突突”地给地球一个反向的力矩就可以估算一下大概需要什么配置的行星发动机才能在合理的时间内实现反转。

发动机靠反喷工质获得动力,忽略难算的大气阻力(可以建个烟囱直接把反冲工质送入太空),把有效的返喷速度取为第二宇宙速度11.2km/s,确保大部分工质喷出去后不会被地球引力拉回来。

至于反转的预计时间,不妨就按原著的设定,让它用42年完成自转的“刹车”。

那么,根据简单的角动量守恒和动能定理,可以算出让地球反转需要83.65年,共消耗1.21x1031J能量和3.25%地球质量的工质,对应的功率高达4.60×1021W。

也就是说,它一秒消耗的能量相当于2021年一整年的全球发电量的45倍。

感兴趣的读者可以看看具体计算过程——

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当然,这个计算值是偏大的,因为在计算过程中我们把地球当做了一个均匀球体,但实际上,地球的密度是随着深度的增加而增大的,因此转动惯量会比均匀球体更小。

当然,目前的结果作为对数量级的估算,已经够用了。

如果通过核反应来获得这些能量,就需要1351亿吨的质量亏损。

目前处在人类科技树顶尖的能量获取方式是核聚变,例如正在研发中的东方超环(EAST,俗称人造小太阳),它主要使用DT聚变:

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即使核聚变能量的利用率能达到100%,反转地球也需要14万亿吨氘和21万亿吨氚。

氘在海水中占据0.003%的比重,换算过来有四十万亿吨的储量,应该够用。

氚虽然在地球上没有多少储量,但可以通过在反应堆中加入锂维持自产自销,具体反应是:

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不过,目前探明的锂矿资源只有千万吨量级,所以还是得把目光投向月球上潜藏的氦3矿藏,并利用氦3的多种聚变反应为发动机供能。

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再来考虑一下单个发动机的功率。

原著中人们在赤道附近安排了2000台转向发动机,平摊下来每个发动机的功率要达到2.3×1018W。

目前世界最大的核裂变电站机组的功率也才8×109W,换算下来只要5750亿台就够了呢。

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还有另一种途径,就是围绕太阳造一个可以吸收辐射能量的戴森球。

考虑到太阳的辐射功率为3.74×1026W,只要我们对它的利用效率能达到十万分之一,就可以轻松按计划完成反转地球的壮举。

当然,如何建成戴森球,那就是另外一回事了。

如何让太阳从西边升起?中科院算了算:5750亿台核裂变发电机就够了

中科院还计算了地球自转反转后西升东落的星辰、科里奥利力,以及地球磁场。感兴趣的戳这里看原文。

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责任编辑:上方文Q

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