Binary 发表于 2023-2-25 19:48

【空想科学研究所】宇宙战舰大和号的旅程是什么样的?

https://news.yahoo.co.jp/byline/yanagitarikao/20211006-00261718

大家好,我是空想科学研究所的柳田理科雄。我会对各种漫画、动画、特摄节目等,从空想科学的视角出发进行有趣的考察。那么,这次我们要研究的内容是……



《宇宙战舰大和号》的故事发生在2199年,由于加米拉斯星人的游星炸弹的攻击,地球遭到污染,即将面临灭亡,此时人类毅然实行了一项非常巨大的工程,准备前往大麦哲伦星系去取回清除放射能的装置。

踏上旅程的是由昭和时期的战舰大和号所改造而成的宇宙战舰。目的地是离地球14万8千光年的伊斯坎达尔星。剩余时间只有1年——这是一场令人绝望的旅程。

这样的旅程之所以能够成功,原因有很多,冲田舰长的领导力、岛大介的冷静、真田志郎的头脑、古代进的运气等等。

而在技术方面的一个重要因素则是“Warp(空间跳跃)”。伊斯坎达尔星提供了波动引擎的设计图,让地球上的航天器首次实现了“超光速航行技术”。

本文中我们就来对此进行一下分析。如果空间跳跃方式成为可能的话,原本遥远的14万8千光年的旅程是不是也就不那么难了呢?

◆光速的29万6千倍!

地球到大麦哲伦星系的伊斯坎达尔星的距离是4万8千光年,往返就是29万6千光年。

即使以光的速度前进,跨越这段距离也要29万6千年。总长度280京km,如果使用东北新干线的“隼鸟号”(时速320km)去开一个来回的话,要等9980亿年之后才能回来。

如此之远的距离,大和号仅仅一年就实现了往返,这真的可能吗?

根据爱因斯坦的“狭义相对论”,物体不管怎么加速都无法超越光速。因为“接近光速时能量会急遽增大,到达光速时会达到无穷大”。换句话说,无论注入多少能量都肯定无法到达光速。

但是狭义相对论也阐明,“当接近光速时,运动物体的时间流逝速度会变慢”。

也就是说,如果大和号能加速到接近光速,那么舰内的时间流逝速度就会变得非常非常慢。

计算可知,如果能以光速的99.99999999943%航行的话,时间的流逝速度就会变为原来的29万6千分之一,也就是说大和号只要1年就能回来了。这实在是太棒了。

不 ,等下,不对。时间流逝速度变慢的仅限于大和号舰内而已。对于大和号上的乘员来说是只过了1年,但对于最重要的地球,在这期间可是实打实的过了29万6千年。

等到大和号回来的时候,人类早就已经灭亡了!加米拉斯星人在灭掉人类之后移居地球或许会让地球再次繁荣起来,不过经历了这么久的时间怕是连加米拉斯星人都不知道会怎样了呢……

◆决定成败的是“常规航行”

关于波动引擎和空间跳跃,在第4话中科技部的真田做出了解说。虽然利用伊斯坎达尔星的技术创造出了超越狭义相对论的航海术,但波动引擎也并非是万能的。

单靠一次空间跳跃是无法到达伊斯坎达尔星的,而且每次跳跃的距离有限。在经过一次跳跃后短时间内无法再次跳跃,剧中也提过“每天只能进行两次空间跳跃”。应该说还是有许多限制的。

既然无法连续跳跃,就只能靠空间跳跃和常规航行交替进行。因为空间跳跃是一瞬间就结束的,因此1年中的大部分时间都会花在常规航行上。

大和号的常规航行速度据称是光速的99%(《宇宙战舰大和号全记录集》)。也就是说,这一年间如果全部是常规航行的话,行进的距离不过只有0.99光年而已!

剩余的29万5999.01光年必须依赖空间跳跃。换句话说,大和号的旅程“几乎全靠跳跃”。

这样看来常规航行似乎是可有可无的,但其实正是这脚踏实地的步伐决定了大和号之旅的成败。

正如我们前面所说的那样,当运动速度接近光速时,时间的流逝会变慢。如果以光速的99%航行的话,时间的流逝速度应该是外界的七分之一。

反过来说,大和号上进行了一天的常规航行时,地球上的时间已经过去了七天。

也就是说,为了要在地球时间的1年内返回,大和号必须要在52天的时间内完成旅程!

这样一来就很忙了。将TV版的全部26话看过一遍,他们遇到了各种各样的事件。

与加米拉斯的舰队交战、在路过的星球上筹措食物、被宇宙风暴困住了3周、冲田舰长进行了手术、寻找飞到宇宙的相原、薮发动了叛乱、分析士爱上了森雪……等等等等。

短短52天而已,真的有时间做这么多的事情吗?



也就是说,虽然想要赶得急一点是人之常情,但事实却正好相反。提升速度的话,可用的时间会变短。

在这样的旅行当中,越是着急反而越是没有时间,这种荒谬才是真理。太空旅行真的是非常麻烦。

索性我们让大和号在常规航行时,只使用大和号军舰的最大速度(时速51km左右)前进如何呢。

这样的话一年时间只能前进44万7千km=0.0000000472光年而已,但可以和地球一样有整整一年的时间可供使用。反正常规航行也走不了多少距离,又何必慌慌张张的呢?

越是着急的时候内心越是要从容。这好像是对人生也很有意义的教训。《宇宙战舰大和号》不愧为我们的青春回忆。


哥舒明朗 发表于 2023-2-25 21:01

哈哈哈哈写得挺不错的

万里小路さん 发表于 2023-2-26 13:51

作者该学学双生子佯谬了

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终极答案42 发表于 2023-2-26 14:02

考虑到大和号初出那个年代人们的较真劲,还真不好松本零士没在原作里埋下这些梗诶…………
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