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第八百六十八章:十分之一光速

脚踏大地,仰望星空,是每一个高等智慧文明发展的必经之路。

如果宇宙中存在着其他和人类相似的智慧文明,或许茫茫太空此刻同样是他们头疼的问题。

宇宙太广阔了,广阔到即便是的以光速进行飞行,也至少需要九百三十亿年才能够飞出可观测宇宙。

而在可观测宇宙以外,整个宇宙到底还有多广阔的空间,谁也不知道。

别说是整个宇宙了,就是银河系中微小如尘埃一般的太阳系,都是人类目前无法跨越的遥远距离。

人类文明发射过航行出最远的探测器·旅行者一号,目前也不过是航行了两百五十亿公里,走到了柯伊伯带边缘而已。

它距离太阳系的边疆·奥尔特星云,仍然还要至少1.7万年的路程要走。

这个时间,足够人类文明的发展重走至少两次了。

速度,无疑是任何智慧文明在探索太空宇宙初始阶段的核心关键。

所以对于磁重联电磁推进技术,徐川还是相当重视的。

十分之一光速,对于一个初入太空的智慧文明来说,这个速度无疑是能抵达的极限速度了。

不过遗憾的是,对于磁重联现象,目前整个物理学界和天文物理界的了解都不多。

绝大部分能够观察到的磁重联现象,都来源于距离地球最近的恒星·太阳。

比如耀斑后环现象,即耀斑出现之后的磁拱,有时会在顶部出现一个明显的尖角,就来源于磁重联现象。

但知道它来源于磁重联,却并不代表已经摸清楚了为什么会形成磁重联现象背后的所有机制。

就如同太阳耀斑爆发,又分成‘慢重联’和‘快重联’两种形式一样,谁也不知道这背后的原因。

就目前来看,这是一个非常具有发展前景的理论,它不仅涉及电场的动力学,还与对应的磁场有关。

若是能摸清楚背后的‘真理’,人类对于‘电磁领域’的把控,将更进一步。

真正意义上的掌控雷电!

......

办公室中,聊了一会后,徐川也起身告辞。

办公室中,常华祥从茶桌上拾起了两篇论文,翻了一下,起身将载人登火工程的规划文件放进办公桌的抽屉里面。

思考了一会,他带着手中另一篇与磁重联理论相关的论文,来到南大的鼓楼校区的物理学院。

以他的物理水平,要想看懂这种论文,难度不小。

不过南大这边,他有个老同学,正好是天文物理领域的教授。

不管从哪方面来考虑,先找人了解一下磁重联理论方面的东西,准是没错的。

至于论文,那肯定是经过了徐川的同意的。

虽然说他并没有办法判断这篇论文的价值,但这种事情,他还是知道轻重的。

.....

南大,物理学院天文物理系的办公楼中。

敲了敲敞开的大门,常华祥笑着喊了一声:“好久不见啊,老苗。”

正在自己办公室中,悠闲的喝着茶,看着报的苗建国忽然听到了一道熟悉的声音。

扭头看去,多年的老友这会正站在门边。

“哟,老常,啥子风给你吹到我这里来了?寒舍生辉啊。”苗建国快速的站起身,笑着打了个招呼。

常华祥打量了一下办公室,笑着道:“你倒是悠闲啊,看着报喝着茶,日子滋润啊。”

苗建国笑了笑,道:“天文物理界能干的事儿不多啊,比不上你们这些搞航天的,你要是想,你也可以转过来啊,我随时欢迎你。”

“那还是算了,我又不是搞天文物理研究的,怎么来这边。”

苗建国瞥了一眼常华祥,一边泡茶一边笑着道:“你看你,一边说我这边日子滋润,我拉你来你又不来,不纯属过来找我茬嘛。”

“咋了,我在这里喝点茶,看个报,都惹到你了?要过来批评我两句?”

常华祥笑着道:“你可别给我扣帽子,今天过来是有事找你的。”

“哦?”

听到这话,苗建国惊讶的看了过来,开口道:“大名鼎鼎负责了好几个超级航天工程的常院士,来找我这个无名小卒?我能帮的上啥忙?”

离开北航加入星海研究院后,常华祥负责的项目和做的事儿,别说在航天界让人眼红了,就是在外界,都让人羡慕不已。

航天飞机的研发,载人登月工程的成功,月面科研基地的建造.....

每一项拉出来,可以说都能让任何一名航天人羡慕到死。

就是天天在办公室中喝茶看报的他,都感慨过这位几十年前的老同学人到晚年腾飞了。

常华祥笑着摇了摇头,道:“别贫了,真有正经事儿找你。”

“没问题啊。”苗建国笑呵呵的开口道:“找我帮忙可以,不过这没几顿饭,可不行。”

“行啊,你要是能解决,别说吃一个月了,吃一年都可以。”常华祥笑呵呵的说道。

“看样子你这饭可不好吃到嘴。”

苗建国斜睨了一眼常华祥,递了一杯茶水过来,开口道:“说说吧,什么个情况,你放下星海研究院几千名研究员不找,跑来找我。”

聊起正事,常华祥也收敛了一下脸上的笑容,接过茶水后正色道:“关于磁重联理论,你知道多少?”

“磁重联?”

听到这个名词,苗建国好奇的看了一眼这位老友,有些诧异:“这是天文物理领域的东西,你什么时候研究这个了?”

“先讲一下吧,具体事情我等会再跟你说。”常华祥端起茶水,恰了一口。

“行。”

点了点头,苗建国思忖了一下,开口道:“磁重联机制的提出时间很早,上个世纪五十年代的时候,就有人提出过相关的理论。”

“不过做出相对完整的机制解释,和发现支持它的观测证据,却相隔了几十年的时间,到了九十年代才出现。”

“简单的来说,它是天体物理中一种非常重要的快速能量释放过程,也是磁能转化为粒子的动能、热能和辐射能的一种机制。”

“从学术上来说,磁重联效应与等离子体波动之间存在显着的联系,其中准静态波动、激波和动力学阿尔芬波的本征模是磁重联结构的重要组成部分。”

“它的高频波动,不仅能吸收粒子的自由能,还可以导致粒子的加热和反常电阻的产生,这些多尺度的波动过程揭示了磁重联中能量转换的多尺度性质......”

大致的介绍了一下磁重联相关的理论,苗建国端起茶几上的水杯,抿了口茶水润了润嗓子,接着道:

“目前磁重联的具体机制不清楚,不过在天文物理界,普遍认为恒星的能量释放,就是磁重联机制导致的。”

“而表现形式上来说,已经观测到的可以分两种。”

“一种是恒星上的活动,如太阳上的耀斑、日冕活动这些。”

“另一种是行星,如地球,金星这些带有一些磁场的星球在遭遇宇宙辐射、太阳风等外部侵蚀时形成的等离子体不稳定性与非对称性重联。”

“简单的情况就是这样的,如果你想要详细的了解,我倒是可以给你推荐两本教材和几篇论文。”

听完老友的描述,常华祥院士点了点头,思索了一下后问道:“那关于磁重联现象和理论的应用呢?”

“这些年以来是否有过?”

有苗建国的解释,他对于磁重联机制多多少少有了一些深入的了解。

航天还是和物理有挂钩的,尽管并不会深入,但听懂这些基础理论,对于他来说并没有太大的问题。

如果说磁重联机制的确有着潜力,那么最让他关心的无疑就是这份理论的应用性了。

在此之前,是否有其他方向的科研成果,对于磁重联机制是否能应用到空天引擎上,还是有不少的参考价值的。

苗建国点了点头,道:“虽然不多,但还是有的。”

“比如冷离子的加速机制、湍动磁重联的卫星原位观测、生物大分子构象研究方面等等。这些理论和技术的发展,都和磁重联有一定的关键。”

闻言,常华祥院士眼眸动了动,快速的追问道:“冷离子加速机制这个是什么?”

苗建国想了想,道:“这个解释起来可能比较复杂。”

思忖了一下,他组织语言接着道:“简单的来说,就是利用等离子体波动来影响磁重联机制的过程。”

“可控核聚变技术想来你很清楚,它就是热等离子体的控制。而冷等离子体加速机制则是另一方面应用。”

“冷等离子体羽流一般是由能量在100eV以下的离子和电子组成,具有低速度和高密度的特点。可以通过磁重联机制中的电子回旋哨声波和左极化离子回旋哨声波(L波)的激发特性,来激发准平行和反平行的哨声波,进而在一定程度上使得冷离子的回旋半径增大。”

“当冷离子的回旋半径增大的时候,其速度也会在一定程度上增加,也就是所谓的加速机制。”

闻言,常华祥脸上的神色有些触动,呼吸都急促了两分。

“也就是说,利用磁重联机制,是可以做到对等离子体进行加速的?”

他还真没想到今天来这里能得到这个答案。

如果说现阶段的技术能够做到对冷离子进行一定程度的电离加速,那么空天发动机中目前应用热电离子加速,也具备着可行性。

十分之一光速啊。

对于任何一个初入太空的智慧文明来说,这都是无法抗拒的技术。

就算是他们目前做不到这种程度,也能够在原有的电推进引擎基础上提升不少的性能啊。

速度方面,翻个一倍没什么问题吧?

按照徐川所计算的,真要从地球前往火星只需要半个月的时间,那相对比月球来说更适合移民的火星,无疑将成为华国的远疆领土!

苗建国倒是没想那么多,或者说他根本就没有条件朝这方面去想。

点了点头,他开口道:“理论上来说,磁重联机制的确可以应用到等离子体的加速上。”

“不过....”

“不过什么?”

苗建国摇摇头,接着道:“不过能否做到,这个我还真不清楚。”

“严格的来说,冷离子加速机制其实只是理论,并不是应用。物理学界在实验室中观察到了这种现象,并且通过2.5dpIc(particle-in-cell)的方法模拟复刻出来这一磁重联过程而已。”

“但这个复刻实验,难以做到对冷离子羽流的操控,仅仅是能够利用弱磁场作用,来在一定程度上影响小质量的等离子体和电子而已。”

“而且更关键的是,物理学界至今都没有一套完整的理论,能够解释这种磁重联中哨声波的激发特性及冷离子的加速机制。”

“更别提对大质量的重离子进行加速和操控了。”

“所以....”

叹了口气,他接着道:“这一块的研究想要突破,没那么容易的。”

“不仅仅是国内在研究,国外也在做。”

“如果我没记错的话,米国那边NASA宇航局、尼韦尔公司、樱花国dENSo电装公司都有这方面的研究。”

“但至今没有任何的突破,别说应用了,就是磁重联机制相关的理论论文,我都没看到几篇。”

天文物理学虽然是个比较清闲的领域,但那一般是指研究宇宙、星体的物理性质(光度,密度,温度,化学成分等等),以及星体与星体彼此之间的相互作用的传统天文物理学。

而事实上,发展至今天文物理学家通常需要应用很多不同的学术领域。

像经典力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等等都是天文物理学者的研究学习对象。

虽然他一天到晚看起来都在喝茶看报,但作为南大天文物理学的教授,在涉及天文物理学相关领域的研究还是相当关注的。

如果不是这样,常华祥也不可能跑来这里找他讨论磁重联机制。

“理论都没有吗?”

常华祥微蹙着眉头,想了想后从怀里摸出来了徐川给他的论文,递了过去:“你看看这个。”

......

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