我们能制造人工引力吗?

by Fraser Cain on July 30, 2015

    如果我们要在太空中长期旅行，这是一个科幻小说的主干和一个要求。我们将会开发人工引力吗?

安全地说，我们已经花了大量的我们的生活来消费科幻小说。

科幻小说对想象是伟大的，它富含铁和钙，把我们带到我们可能永远不会访问的地方。它也帮助我们理解和预测将来会发生什么: 平板计算机、克隆、电信卫星、Skype、神奇的滑门和5刀片的剃须刀。

这些只是这些科幻小说预言中的已经成真的一些。

然后有一大堆的尚未发生但仍有可能的预测，有趣的像气候变化启示、定期的机器人启示、巨型机器人启示、外星人入侵启示、启示的启示、彗星启示和2506年的大布劳恩都（Brawndo）饥荒的事情。

宇航员在最后的航天飞机任务STS 135中支撑他们的超能力 Credit: NASA

更不用提那些按照自然法则可能永远不会发生、不可能的事情了。比光速快的旅行、瞬时量子隐形传态和用空间站激光指向器能够摧毁整个行星的能力。

但还有一个未来的技术，你可以提到的一个几乎在每个单本书、放映和电影中起大规模违反物理定律作用的。

我答应你，如果作者、编剧和导演试图坚持甚至一点精度的物理法则，你最喜欢的科幻将会非常不同的展开。

我正在讲人工引力。

它是神奇的。柯克船长实际上可以“站”在美国企业号航空母舰的船桥上，他只是站在那里。他可以坐在混乱中并享受一品脱的没有包装塑料袋的罗慕伦啤酒，或者只是去一个没有怪异的自吸厕所的浴室。

我明白科学幻想小说作者正在想像宇宙飞船像远洋轮船一样，而且还是在空间中。

这是他们错在哪里的地方。

在地球上，你可以站在你的军舰的甲板上，从一个顶上开孔的非可坍塌的容器喝你的罗慕伦啤酒，真是谢谢你，引力。地球正在把啤酒拉向它的中心，它被玻璃阻挡，玻璃被你的肉、骨架阻挡，接着被你擦亮的靴子阻挡，接着被保持船的其余在一起的船的甲板上的板阻挡，船被浮力举起，浮力进行着所有保持一切以免压缩到行星的中心或至少到海底的工作。

           宇航员们在国际空间站上分享午餐。Credit: NASA

在外太空，没有引力。你已经看见了乘员组在国际空间站上。

一旦你在微引力中，你像气球一样在漂浮。你不得不在一个管中喝小便并小便在一个管中，这些之一涉及到一个真空清洗器。有言在先: 不要混淆这些管子。

最重要的，一旦一艘太空飞船开始移动，或开始了规避机动，每个人都将像挤肉宾果球一样来回冲撞。

我们将会开发人工引力吗?

得到引力的唯一方法是用质量。质量越多，你得到的引力越多。没有质量，你不会有引力。

我们深入讨论之前，没有反引力这样的东西的。

现在的出路是，有几种我们可以假造它的方法。

我们感觉的引力实际上只是以每秒平方9.8米或1G向着地球中心的一个加速。

正如爱因斯坦向我们证明的，一切都是相对的。如果你是在一艘宇宙飞船和它正在以1G的速率加速离开地球，这会和如果你站在地上感觉完全一样。

这被称为恒定的加速，如果你能有那么多的能量以这种方式给航天器提供动力，这会是你刚好需要的。

想要去月球? 以1G加速一个半小时，转过来并减速同样多的时间。不仅你会在3个小时内到月球，而且整个时间你已经体验了地球的引力。

想要飞到木星吗?这只会花费大约80个小时的加速然后80个小时的减速。在这次旅程的中点，你会每秒超过2800公里，这接近光的速度的1%。

想要旅行一光年?  

大约加速一年然后减速一年。在中点，你会以光的速度的。

嗯哦。有一个问题。你可能知道，随你接近光的速度，它需要更多更多的能量。你不能比光的速度更快。因此使用这种方法只让你在一个时间旅行大约一个光年。

有一个我确信你们亚瑟C克拉克的粉丝们知道的想法，这要求更少的能量的方式: 由向心力的人工引力...旋转。

用一个足够大的航天器并让它旋转。

     发现的室内， 2001年: 太空漫游。Credit; Metro-Goldwyn-Mayer

由于惯性，在一个航天器内自由浮动的物体，像宇航员将尝试飞入空间，但宇宙飞船的船体将让他们一直在里面。

为了舒适，你需要一个半径为250米的环型航天器。这个环将需要大约一分钟旋转两次让宇航员在飞船内来体验1G的。

建设像这样的一个航天器是一个工程挑战，但它可能是在我们当前的技术能力内的。

像这样一种的东西将帮助我们没有微引力的健康风险探索太阳系。

没错，不只是微引力是试图小便的超烦人的，而且它也会毁了你。

除非我们发现反引力，我们可能永远不会有那种我们在科幻小说中看到的人工引力。在可预见的未来它将是巨大的旋转环，可悲的。

你最喜欢的似乎忽略了人工引力问题的科幻小说故事是什么?

http://www.universetoday.com/121621/could-we-make-artificial-gravity/