硬核物理解析,流浪地球2中的“相控阵核爆”是什么?

萌萌知识馆 2023-01-26 15:49:06

朋友们,不知道你们过年的时候有没有去电影院看流浪地球2呀?我刚刚看完,觉得非常好看,并且电影里面有很多硬核的物理设置,比如太空电梯等。

但我最感兴趣的,其实是电影中的相控阵核爆,这个想法确实太有创意了,也非常地有意思,那么我今天,就站在科学的角度,来和大家详细谈一谈相控阵核爆究竟是个啥?

相控阵是什么?

事实上,这个相控阵主要出现在雷达和天线领域,不过电影中用来核爆炸,也是很有创意的。简单来说,相控阵就是,如果我们有一个天线来发射电磁波,那么空间中的电磁波的分布是相对比较均匀的,那么比较有趣的来了,如果有两个点波源,发射相同频率的电磁波,那么两个波在空间中叠加后,能量的分布不再均匀,有些地方就会有很强的能量,这种现象被称为波干扰。那么如果我们更进一步,继续增加点波源的数量呢?你会发现这些波的能量会逐渐集中在一个区域,而这个最强的能量区域,被称为波束,这实际上就是所谓的波束成型技术。

如果调整波源的相位差,是可以调整波的部署方向的,这就是所谓的相共振。使用大量的天线,即大量的波源成型阵列,一起发射电磁波,产生波束,这就叫做相控阵。

相控阵技术,距离我们的生活有多远?

其实,这种技术不仅仅是在军事上或者核物理中使用。事实上,这种技术已经在我们的日常生活中很常见了,并且你每天都在使用它,只是你不知道而已。比如5G通信技术,比如WIFI路由器。

在流浪地球2中,这种技术并不是电线的相控振动,而是核弹的相控振,这就非常有趣了,并且十分有想象力,这意味着什么呢?

在电影中,需要刺激月球的核聚变反应,在月球中,有大量的氦酸可以发生核聚变,但是,让氦三核聚变,需要15亿摄氏度,温度太高,很难达到,有多困难?

这个温度太高了,即使全球核弹一起炸月球,也达不到这个温度,那该怎么办呢?

在电影中,大量的核弹被放置成阵列,利用相控阵的原理,将爆炸能量集中在月心位置,达到超高温,造成巨大变化。

我在电影中第一次看到这个技术的时候,我觉得非常妙。我听说过麦克风中使用相控阵、天文探测中使用相控阵,但这次,真的是第一次听说相控阵在核弹上使用。

可能是我比较无知,但真的很惊讶,所以这个在电影中的技术,其实是很严格的。也就是说,能够看出这部科幻电影真的很用心了,值得一看。

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