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 Junius 编辑发布。
[题图 via shutterstock]