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好消息:燒石頭足以推走地球。壞消息:需要很多、很多卡車

我想這幾天大家最關心的問題之一是,燒石頭到底能不能把地球推出太陽系?

為了解答這個困惑,我做了一個簡單的估算。

《流浪地球》設想的「行星發動機」,使用大劉所謂的「重聚變」,戶口所謂的「燒石頭」,也就是以地殼物質作為原料,用核聚變來產能。

不管是輕核聚變還是重核裂變,最多都只能到鐵,因為鐵的核子平均結合能最大,是核聚變燃燒的終極灰燼。

地殼中的元素,按質量比計,前幾名是氧(46.6%)、硅(27.7%)、鋁(8.1%)、鐵(5.0%)、鈣(3.6%)、鈉(2.8%)、鉀(2.6%)、鎂(2.1%)。

我們假設行星發動機的黑科技,可以把所有不是鐵的元素全都聚變成鐵,看看這樣可以產生多少能量。

我們近似認為上述元素均以其穩定同位素為主,忽略其他同位素(即只考慮氧16、硅28、鋁27、鐵56、鈣40、鈉23、鉀39、鎂24)。

查表可以知道這些元素的核結合能,由此可以計算出每個核子的平均結合能,然後就可以知道各個元素的每個核子,變成到鐵核的過程中能放出多少能量。

假設地殼佔地球質量的1%,估計地殼中各個元素的核子總數,就可以計算出地殼中的元素進行重聚變之後,能放出多少能量。

我估算的結果是,如果把整個地殼都燒掉,可以燒出3x10^36焦耳能量。

而地球要逃離太陽,需要爬出的勢能壁高度是5x10^33焦耳。

也就是說只要燒掉整個地殼質量的千分之二,就可以不藉助木星而逃離太陽系——假設燒掉的能量沒有損耗地(實際上要打折)全部轉移成了地球的動能——是個好消息!

也即不考慮引力彈弓的情況下,至少需要燒掉1x10^19噸的石頭,才能把地球推走。

一萬座行星發動機,平均每個要燒掉1x10^15噸的石頭。而按照電影設定,每輛卡車的裝載噸位是50噸。也即對每個發動機,要累計出動20萬億車次。

整個流浪地球工程計劃持續2500年時間,假設逃離太陽引力範圍耗時1250年,對同一發動機,每秒鐘需要有500多輛卡車在進料口完成傾倒作業。

假設每輛車每次傾倒耗時1分鐘,對同一發動機,就是有3萬輛卡車同時倒料。

所以我想,這主要是個卡車管理調度的問題……

有網友表示,終於知道為什麼「道路千萬條」了……

對了,我收回昨天說的「岩石裡面主要元素的核子結合能已經很高了,沒有太多進一步聚變的價值」這句話。


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