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基于现实物理的星系级武器

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前排:鼠鼠在宇宙战争吧发过了,引个流先tieba.baidu.com/p/8728387377

如题,前两天Kurzgesagt发了一个新视频,他还是属于我比较喜欢的科普视频制作团队,每一期我都看
这次出场的东西数值有些离谱,很多人都有质疑。所以引起了鼠鼠的好奇心
我翻了一下他们的计算文档,自己在原视频的三种武器上又依据现实物理学添加了一种可能的设计。
具体内容:
1,尼科尔-戴森光束
使用类似于戴森球的原理,使用围绕恒星的巨大反射镜将太阳百分之3到5聚焦为一束激光。根据估算,若使用G型恒星,该激光的输出功率为9*10^25瓦,也就约为一万万亿瓦。这大概相当于每秒钟有一千万亿吨tnt在行星表面爆炸。
如果使用更加明亮的A型或O型恒星,输出功率将增加数百倍不止
2,彭罗斯镜
虚空中产生正粒子与反粒子。它们在极其短的时间内出现,然后互相湮灭。
在黑洞的边界处,反粒子来不及和正粒子湮灭就被吸入黑洞,并与黑洞湮灭。而正粒子获得了反粒子的动能并逃逸。这使得黑洞释放出大量射线。
黑洞的引力弯曲了时间和空间,这使得它在周围一定范围内存在一定的能场。通过能场的任何东西都将获得黑洞的一些角动量作为能量。
通过建造围绕黑洞的大型镜面,黑洞蒸发时释放的射线将通过能场增加能量,并在建造的镜面间反弹,加速黑洞蒸发。在黑洞蒸发的最后时刻,它的全部质量将转化为能量,并引起巨大爆炸。据估算,一个3太阳质量的小型黑洞蒸发时释放5.4*10^41焦耳的能量。这大概相当于一亿亿亿吨的tnt所蕴含的能量
3,相对导弹
反物质与正物质湮灭时将其全部质量转化为大量射线,其中γ辐射和等离子体占多数。这使得以反物质为基础制造的火箭引擎排气速度可以达到惊人的%97光速。
鉴于反物质湮灭时释放出等离子体和γ射线,通过磁场偏转的等离子体可以有效发生推力。据计算,由此引擎驱动的导弹速度在达到不合理的大小前,最快可以将300kg的弹头达到光速的99.9999996%。在这个速度上,相对论会效应将使导弹的动能增加。
这枚导弹的威力将和灭绝恐龙的小行星相当
4,超电子束
电子束可以产生类似于核辐射的作用,而加速器可以产生电子束。现实生活中人类使用电子束为食物表面消毒。
电子束会很快消散,因为电子带负电,因此它们在一定时间后会互相排斥。
通过总长超过数万公里的巨大加速器,电子束将被加速和光速仅相差数毫米每秒的速度。
在此速度上,相对论效应如此之大,以至于以电子束为参考系,电子束的时间过了一秒钟,外界的时间就过了快一千万年。这使得电子之间的排斥速度减缓,从而让它们在击中目标前不会发散。
电子束的作用类似于强力辐射,它将破坏任何有机大分子的结构,导致大分子开始解体。任何生命都无法在如此大剂量的辐射下幸存,但普通元素如铁依旧得以保存
计算过程:
尼科尔戴森光束的计算过程:

S=光斑大小,w=波长(此处取绿光),A=光圈孔径,S=地球大小
带入,得到L约为2*10^22米,也就是210万光年的射程。
鉴于激光能量几乎不会发散,输出功率也就是9×10^25W
当然,我不知道要怎么瞄准这坨激光
相对导弹的计算过程:(在另一个帖里发过)
假设弹头加全部的冷却系统重3000吨(原先估计是300,后来觉得太少了),用阿克莱公式算

带入,G=(300*5.0*10^8)^15开29次方,也就是大约94752024.4755吨的正反物质作为推进剂
假设转换能量为反物质的效率为50%,他们能提取百分之1的K型恒星能量(3.9×10^24W)
制造这么多吨反物质需要2*17.4*10^27焦的能量。这相当于大约34800秒钟的恒星输出
看起来是最实际的一个了,只要往大概的方向发射即可,路中自己修正应该不难
相对论电子束的计算过程:
用洛伦兹因子方程可以计算出粒子在相对论级别下运动的速度。也就是B=(1-1/(Y^2))^2
b是粒子速度占光速的因数。举个例子,如果B=0.9,说明粒子在以0.9c运动
y是相对论伽马。相对论伽马通过粒子能量除以静止质量代表的能量得出。在此取1.95*10^14
为了把人轰碎,我们需要能量为10^20eV的电子

(wolfram直接给我省略成1了)
粒子速度为99.9……8(28个9和1个8)%c
在这个速度上,相对论效应使得粒子束的时间过了一秒,外界就过了五百万年。
下一代LPWA加速器可以做到40Mev/米,这意味着我们需要十万千米长的加速器。
彭罗斯镜的计算过程:
没什么好说的,e=mc^2


IP属地:北京1楼2023-11-18 20:39回复
    如果正物质不需要从能量转换的话,耗时将变为2200秒


    IP属地:北京2楼2023-11-18 20:42
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      🥚🐔贴吧


      IP属地:北京来自Android客户端7楼2023-11-19 15:37
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