大国院士 第八百六十八章 ：十分之一光速

    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著的联系，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。”一笔阁 www.pinbige.com