火箭以低速度离开地球“理论上”可行吗?
来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/19 07:33:45
火箭以低速度离开地球“理论上”可行吗?
火箭维持一个略大于自身重力的推力,这个力由火箭中的计算机控制,可以在后来重力变化时也变化,即维持一个速度,这个速度低于第二宇宙速度,是否理论上可行?实践中肯定不行,我是问理论上。
同理,同样的方法在海王星上发射,是否可以低速离开太阳系。再同理,同样的方法在黑洞里发射,是否可以低速逃离黑洞。
以上皆限于理论。
火箭维持一个略大于自身重力的推力,这个力由火箭中的计算机控制,可以在后来重力变化时也变化,即维持一个速度,这个速度低于第二宇宙速度,是否理论上可行?实践中肯定不行,我是问理论上。
同理,同样的方法在海王星上发射,是否可以低速离开太阳系。再同理,同样的方法在黑洞里发射,是否可以低速逃离黑洞。
以上皆限于理论。
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理论上可行,考虑宇宙中存在的各种速度实际上也差不多就是你这样.
你仔细想想所谓的宇宙速度就是让动能完全转化为势能的速度,但是实际上谁也没见我们是真的把火箭用个初速度“弹”出去然后让它自由飞行的,考虑上阻力也是一样.
在宇宙一般空间里你说的这个方法都行,但是黑洞不一定.黑洞有许多我们还不了解的性质,所以不要妄谈黑洞,不要把一般空间的规律同理到黑洞去.
再问: 不能用这种逃避的方法啊。按现在的理论,黑洞和星球没有本质区别,只是逃逸速度超过光速而已。如果一般天体可行,黑洞就可行。
再答: 既然你说到了现在的理论,那我就可以和你讨论一下现在的理论。 什么叫没有本质区别?在普通恒星周围相对论效应不是很明显,换句话说对于飞行器线度的物体来说仍然可以认为它处在平直空间中,所有定量的运动规律要么和牛顿力学表象一样,要么只添加上可分离变量的相对论修正。在这种情况下谈论什么引力、速度还是有意义的。因此我们想象一个物体在地球引力附近速度会怎么变化,然后推广到宇宙其他地方差距不会很大。 但是在黑洞附近时空间就已经不再是平直空间了,相对论的影响已经和基本的物理量的一般表示纠缠在一起。最基本的规律都是张量表达式才能给出。所以在这种条件下不经严格定义的谈论引力、速度、质量、动能势能这些我们熟悉的概念都是错的。所以用常识构成的理想实验画面根本行不通。 说远一点,跳过数学这一步去认识常识能触及的范围尚可,用来做做远处的联想也行,因为有人证实过。但是已经被数学证实不同的两个领域就不要去联想了,两个实例就是不要去想象粒子怎么运动,不要去想象黑洞什么样子,除非是有数学给出相似性。所以搞科研的与严肃的科普作家只会给出相似这一部分的“图景”而不做和常识的类比推广。 就我的回答来说,这不是在逃避。因为我们本来就不知道也不应该知道。谁要是说他知道的多一点就拿实验数据和文献来说话;谁要是说普通恒星和黑洞没本质区别就从数学上指出经典表示和相对论-量子场论表示的相似性;而且肯定的,即使证明了也不是一般人理解意义上的如同电影换场景一样的相似。 关于这一块从科普读物上得来的东西只是提提兴趣罢了,切不可当成知识。就像楼主提到了黑洞的“逃逸速度”,连速度是什么还不知道,何来逃逸速度一说。你以为你感觉得出来,因为你不了解时空和物质运动的关系,不了解时空弯曲对于物质来说究竟意味着什么。说自负一点,我也不懂,但我懂这不是凭类比就想得出来的东西。科普作者有可能懂,那么他一定也懂这不是常识可以正确描绘的物理图像。
再问: 我最后就问一个问题:假设真空中有一个球形区域,半径大约等于太阳到冥王星距离。这个球形空间和外面的宇宙没有什么东西阻隔,唯一的区别是,这个区域里光速是10km/s。区域的中心有一颗恒星(忽略低光速导致的核聚变失效),我处在一个绕恒星转的小陨石上,逃出恒星的引力需要20km/s的速度。这样我因为超不过10m/s就出不了这个区域。那么如果我用一根纳米丝连通区域外和陨石,在丝上放一个电梯,我是否可以乘坐电梯逃出区域?
再答: 对于你的这个问法我只能说,你的条件就是错的。你的问法可以改成光速为c,但是逃离速度为2c,你用这种问法去问别人吧。但是你想想“逃出”这概念是跨过空间距离的意思,那什么叫“超不过光速就出不了这个区域”,不关心时间的话跨过距离和速度有什么关系。所以别再盯着逃逸速度不放了,你没抓住本质问题,那就是时空扭曲(变换)。 关于时空扭曲而导致有界可以给你个例子。相对论变换绝对不是这么简单,这个例子只是帮助你想象一个普通的空间怎么就会有了连光都出不去的界限。 龟兔赛跑的悖论你听说过吧,就是说按某种分析,落后的兔子永远追不上乌龟。设兔子速度v是乌龟两倍,初始距离为s。于是: 平直空间下测量,兔子的位移为无穷序列:s,s/2,s/4,……,s/(2^n-1),…… 平直时间下测量,兔子的时间为无穷序列:s/v,……,s/(v*2^n-1),…… 平直时空下测量,兔子一定会超过乌龟的。把乌龟作为一个界限的话,这个界限对兔子没有任何限制作用。 但是我们定义一个新的时空,怎么说呢,乌龟时空吧,就是定义上诉时时间序列为等量流逝的时空,那么兔子的位移序列也是等量序列了,两个时空唯一相同的就是兔子的速度dr/dt=v。在这个时空下,任何有限时间内,兔子无法超过乌龟这个界限,即使它以速度v来运动。这个时空的尽头,就是时间序列取到无穷项的地方,也就是说在乌龟时空的尺度下看来,这个时空满足时间空间无限的性质。 我们是如何发现乌龟时空有界限的呢?是用一个乌龟时空尺度以外的平直时空来测量它。你可以看到虽然这两套时空实际上都指的是四维仿射空间同一个子空间,但是物理图像有很大不同。对比一下,现实中的问题就是,我们的时间是不是均匀流逝?依照什么说是或不是?没有任何实验能指明,所以我们定义时间是均匀的,并扩展定义“平直时空”,并且预言所有的时间序列与空间序列都在这个时空内,这个时空是无穷的。 也许,黑洞是这样的:它占据平直时空的一块地方,它的边界内是一个自身尺度下的无穷时空。可以对兔子进行测量而判断乌龟时空性质因为它还有别的信号传出来;而黑洞无法测量,因为信号都困在了里面,只适用自己的尺度;更不要假设能测量,这是经验以外的。所以不管你被怎么样向外推,但有生之年别想出来。也别问在外面拉你出来用了多长时间,光子是电磁相互作用的传播子,光出不来也就说明了作用力无法传递。 给你个例子仔细体会下时空扭曲意味着什么。我能分析的还有很多,但是字数限制,抛砖引玉而已。
你仔细想想所谓的宇宙速度就是让动能完全转化为势能的速度,但是实际上谁也没见我们是真的把火箭用个初速度“弹”出去然后让它自由飞行的,考虑上阻力也是一样.
在宇宙一般空间里你说的这个方法都行,但是黑洞不一定.黑洞有许多我们还不了解的性质,所以不要妄谈黑洞,不要把一般空间的规律同理到黑洞去.
再问: 不能用这种逃避的方法啊。按现在的理论,黑洞和星球没有本质区别,只是逃逸速度超过光速而已。如果一般天体可行,黑洞就可行。
再答: 既然你说到了现在的理论,那我就可以和你讨论一下现在的理论。 什么叫没有本质区别?在普通恒星周围相对论效应不是很明显,换句话说对于飞行器线度的物体来说仍然可以认为它处在平直空间中,所有定量的运动规律要么和牛顿力学表象一样,要么只添加上可分离变量的相对论修正。在这种情况下谈论什么引力、速度还是有意义的。因此我们想象一个物体在地球引力附近速度会怎么变化,然后推广到宇宙其他地方差距不会很大。 但是在黑洞附近时空间就已经不再是平直空间了,相对论的影响已经和基本的物理量的一般表示纠缠在一起。最基本的规律都是张量表达式才能给出。所以在这种条件下不经严格定义的谈论引力、速度、质量、动能势能这些我们熟悉的概念都是错的。所以用常识构成的理想实验画面根本行不通。 说远一点,跳过数学这一步去认识常识能触及的范围尚可,用来做做远处的联想也行,因为有人证实过。但是已经被数学证实不同的两个领域就不要去联想了,两个实例就是不要去想象粒子怎么运动,不要去想象黑洞什么样子,除非是有数学给出相似性。所以搞科研的与严肃的科普作家只会给出相似这一部分的“图景”而不做和常识的类比推广。 就我的回答来说,这不是在逃避。因为我们本来就不知道也不应该知道。谁要是说他知道的多一点就拿实验数据和文献来说话;谁要是说普通恒星和黑洞没本质区别就从数学上指出经典表示和相对论-量子场论表示的相似性;而且肯定的,即使证明了也不是一般人理解意义上的如同电影换场景一样的相似。 关于这一块从科普读物上得来的东西只是提提兴趣罢了,切不可当成知识。就像楼主提到了黑洞的“逃逸速度”,连速度是什么还不知道,何来逃逸速度一说。你以为你感觉得出来,因为你不了解时空和物质运动的关系,不了解时空弯曲对于物质来说究竟意味着什么。说自负一点,我也不懂,但我懂这不是凭类比就想得出来的东西。科普作者有可能懂,那么他一定也懂这不是常识可以正确描绘的物理图像。
再问: 我最后就问一个问题:假设真空中有一个球形区域,半径大约等于太阳到冥王星距离。这个球形空间和外面的宇宙没有什么东西阻隔,唯一的区别是,这个区域里光速是10km/s。区域的中心有一颗恒星(忽略低光速导致的核聚变失效),我处在一个绕恒星转的小陨石上,逃出恒星的引力需要20km/s的速度。这样我因为超不过10m/s就出不了这个区域。那么如果我用一根纳米丝连通区域外和陨石,在丝上放一个电梯,我是否可以乘坐电梯逃出区域?
再答: 对于你的这个问法我只能说,你的条件就是错的。你的问法可以改成光速为c,但是逃离速度为2c,你用这种问法去问别人吧。但是你想想“逃出”这概念是跨过空间距离的意思,那什么叫“超不过光速就出不了这个区域”,不关心时间的话跨过距离和速度有什么关系。所以别再盯着逃逸速度不放了,你没抓住本质问题,那就是时空扭曲(变换)。 关于时空扭曲而导致有界可以给你个例子。相对论变换绝对不是这么简单,这个例子只是帮助你想象一个普通的空间怎么就会有了连光都出不去的界限。 龟兔赛跑的悖论你听说过吧,就是说按某种分析,落后的兔子永远追不上乌龟。设兔子速度v是乌龟两倍,初始距离为s。于是: 平直空间下测量,兔子的位移为无穷序列:s,s/2,s/4,……,s/(2^n-1),…… 平直时间下测量,兔子的时间为无穷序列:s/v,……,s/(v*2^n-1),…… 平直时空下测量,兔子一定会超过乌龟的。把乌龟作为一个界限的话,这个界限对兔子没有任何限制作用。 但是我们定义一个新的时空,怎么说呢,乌龟时空吧,就是定义上诉时时间序列为等量流逝的时空,那么兔子的位移序列也是等量序列了,两个时空唯一相同的就是兔子的速度dr/dt=v。在这个时空下,任何有限时间内,兔子无法超过乌龟这个界限,即使它以速度v来运动。这个时空的尽头,就是时间序列取到无穷项的地方,也就是说在乌龟时空的尺度下看来,这个时空满足时间空间无限的性质。 我们是如何发现乌龟时空有界限的呢?是用一个乌龟时空尺度以外的平直时空来测量它。你可以看到虽然这两套时空实际上都指的是四维仿射空间同一个子空间,但是物理图像有很大不同。对比一下,现实中的问题就是,我们的时间是不是均匀流逝?依照什么说是或不是?没有任何实验能指明,所以我们定义时间是均匀的,并扩展定义“平直时空”,并且预言所有的时间序列与空间序列都在这个时空内,这个时空是无穷的。 也许,黑洞是这样的:它占据平直时空的一块地方,它的边界内是一个自身尺度下的无穷时空。可以对兔子进行测量而判断乌龟时空性质因为它还有别的信号传出来;而黑洞无法测量,因为信号都困在了里面,只适用自己的尺度;更不要假设能测量,这是经验以外的。所以不管你被怎么样向外推,但有生之年别想出来。也别问在外面拉你出来用了多长时间,光子是电磁相互作用的传播子,光出不来也就说明了作用力无法传递。 给你个例子仔细体会下时空扭曲意味着什么。我能分析的还有很多,但是字数限制,抛砖引玉而已。
火箭以低速度离开地球“理论上”可行吗?
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