@ 2015.07.31 , 01:44
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WHAT IF: 木星上的潜水艇

如果我们在木星的大气层里释放一艘潜水艇,它会不会在木星的大气层里下沉到某个深度,最后漂浮在某个位置上?我们能不能正常驾驶它?
—— KTH

没戏!木星上的气压、密度和温度变化和我们地球上的完全不同。在木星大气中,如果密度足够让一艘潜水艇漂浮,在那个位置上的气压已经足够捏碎这艘潜水艇(这又提高了潜艇的密度),那里的高温也足够烤化了它(所以正常驾驶也就无从谈起)。

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还有一个问题:木星就是一坨巨大的气体,但是潜~水~艇——字面上看,它就应该行使在水下(而不是气体里)。

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二次母马打击能力极大地改变了国际地缘政治中,两个母马大国之间的战略平衡

气体和液体很明显有着不一样的性质,但是也有相似的地方。它们都属于「流体」范畴,很多公式可以通用。某种程度上来说,当你抬头仰望星空时,你正身处在空气的汪洋海底。

当物体的密度小于所在流体的密度时,它们就会悬浮起来。悬浮在空气里的气球,和飘荡在水面的小舟都是因为这个基本原理。对此,科幻作家 Terry Pratcheet 写了一段文采飞起的话,在他的一本名叫《Going Postal》 书的序言里,他说水,像极了咸湿的气体(貌似有点道理),当船一直下沉到水的密度已经无法承受,它便会在那里停下。于是在海底形成了一片船坟的断层,漂浮在巨浪之下,却远在海底之上:

安宁的,那里死一般的寂静。

和巨浪搏斗过的船骸还装备整齐,有些甚至还扬着残帆,载着水手,他们还是各司其职的样子。

于是航行还在继续,漫无目的地驶向迷失的港口,枯朽的舵手驾驶着船骸在大洋深处航行在世界各地,越过海底的废城和山脉,直到被藤壶啃食,腐朽殆尽,他们遂得安息。

有时巨锚坠向无边的深渊,锤在沉睡了数个世纪的海床上,扬起一阵阵上浮的烟泥。

我爱死这段文字了,因为错得一塌糊涂。沉船是一定会落到海床上的(Terry先生当然知道这点,因为后面的章节故事是发生在Discworld的世界里,而不是地球上)。

气体遵从「理想气体状态方程」,当气体受到的压力越大,则体积越小(密度变大)。

但是水体却几乎不能压缩。当你潜入深海,越往下水压越大(大概是每下潜10米就增加一个大气压的样子)。但海水的密度直到海底都很少变化。

浮力和密度有关,而不是压力。在木星的大气层的某处,气压和地球上差不多的地方,其密度只有地球上的1/10。潜水艇肯定会飞速下沉,比在地球上的还快。

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请系好安全带。

要让潜水艇悬浮在木星上,潜水艇必须抵达木星半径一半的位置,那里的压力已经把气体压成了一锅金属汤(金属态气体)。温度高于太阳表面。不光是潜艇本身被碾压成渣渣,就算是组成潜艇的物质也会被逼到变态——新的物理形态。实验室里很难复现这种现象,所以我们真不知道在那么大的压力下,物质会变成啥。

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但在大海里,水的密度是相对稳定的。所以潜水艇可以找到一个合适的水压范围,在那里悠然自得。换句话说,潜水艇存在的基础是水体不是完全遵循「理想气体状态方程」的。

但事情还不是那么简单:水其实也是符合理想气体方程的。在正常大气压下支配水体的方程式,和在2万个大气压下气体的方程式非常类似。水对于我们来说是无法压缩的,水看上去就像是已经被压缩到极限了的气体,差那一两个大气压根本无足轻重。

从很多方面来说,水和空气还是挺像的。但对于潜水艇来说,它俩就是天壤之别了。

所以啊,这就回到最开始的那个话题,潜水艇为啥叫 submarine,词根上看它是被一匹母马的驾驶的水下机器。那么行驶在气体海洋中的应该叫……subaerine。

这不就是辆福特汽车嘛……

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虽然很多汽车都是Subaerine,但是斯巴鲁(Subaru)显然是唯一一艘意大利自行车手Fabio Aru的专属座驾。

【小编注:submarine,subaerine,subaru……好冷的梗,不懂也罢 ╮(╯_╰)╭】

本文译自 xkcd,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
[题图 via Shutterstock.com">Shutterstock]


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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. Andler
    @2 years ago
    2883089

    马润

  2. Infire
    @2 years ago
    2883091

    小编也是翻译的文采飞起。

    [37] XX [1] 回复 [0]
  3. Vanessa
    @2 years ago
    2883093

    老师说流体力学是最深奥的,也是最实用的

    [20] XX [2] 回复 [0]
  4. 2883098

    咸湿的气体…我只能想到….

    [37] XX [1] 回复 [0]
  5. 泽林子
    @2 years ago
    2883101

    可是究竟是什么梗啦!很好奇啊!

  6. 天や罚
    @2 years ago
    2883105

    气体巨星强大的压力足以碾碎潜艇,NASA表示强化装备碎了

  7. 你Hans哥
    @2 years ago
    2883106

    意思是submarine和subaerin杂交生出了subaru?

  8. 爱看美眉
    @2 years ago
    2883109

    科学吗

  9. 2883119

    机翻味道好浓,有些地方不知道表达的什么。。。

    [2] XX [31] 回复 [0]
  10. 马克思
    @2 years ago
    2883120

    @1412: 这个小编翻译水准很不错的……

  11. 八咫猪
    @2 years ago
    2883122

    特里普拉切特啊!碟形世界啊!

  12. 2883131

    @八咫猪: 他活在postal线路里了

  13. 茶苯海明
    @2 years ago
    2883132

    为什么要放潜水艇啊,在地球上也从未有过潜水艇行驶在大气层中吧,这好像是飞机的工作吧

  14. 幕后煮屎者
    @2 years ago
    2883134

    @茶苯海明: 听过飞艇吗。

  15. 金星
    @2 years ago
    2883153

    失踪人口回归

  16. 2883171

    @Vanessa: 经典物理中就剩最后一个问题了:湍流。就是属于流体力学的

  17. 2883178

    刚好再听朴树新歌,在木星

  18. 2883235

    我装模作样的笑了两声……好冷

  19. 2883287

    什么叫母马打击。

  20. 2883315

    就喜欢这种一本正经卖萌的。

  21. willll
    @2 years ago
    2883401

    @dd: 还有复杂动力系统(比如混沌),材料的非线性力学效应,爆炸力学,高压力学,天体力学都有一大堆没解决的问题

  22. 2883684

    好久没有看到junius了啊。。要知道是junius把我带进煎蛋的

  23. 2885669

    @sda 母马打击就是潜艇打击,也就是通常被作为“二次”核打击的主力了(另一个是铁路机动核打击)。这个“二次”,即己方的核打击能力被对方主动核打击一波流之后的生存能力,是一个核威慑战略里的常用词。

  24. Meteor008
    @2 years ago
    2910463

    为什么感觉和原文一点都不一样呢,图片都不一样

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