¿A qué distancia están los humanos de crear escudos de energía?
El escudo de energía, como su nombre indica, utiliza energía para crear un campo de fuerza o campo magnético para contrarrestar los ataques de proyectiles de artillería o armas de alta energía. En teoría, este campo de fuerza o campo magnético debería poder liberar al menos la misma energía en el punto de ataque que las balas de cañón y los rayos de energía. Si te guías por el efecto de la película, incluso deberías envolverte en esta posición de alta energía.
Por lo tanto, la energía necesaria para este escudo energético es extremadamente enorme. Suponiendo que la energía cinética de un proyectil de 120 mm es 10 MJ, si desea agregar un escudo a un tanque que pueda compensar este proyectil, la energía requerida para todo el tanque es de aproximadamente 64 m2 (tomando el tamaño del tanque M1 como ejemplo, independientemente de la cima). Suponiendo que un área de 0,12 metros x 0,12 metros solo libera 10 megajulios, entonces la energía necesaria para todo el escudo energético es de casi 45.000 megajulios, lo que equivale a 123.000 kilovatios hora, o el equivalente a 10 toneladas de TNT.
123.000 kilovatios hora puede que no parezca mucho, pero solo consume energía en unos pocos milisegundos. Dependiendo de cómo se muestre en la película, el escudo de energía durará al menos unos segundos o incluso horas. Si dura unos segundos, la energía consumida se magnifica 1000 veces, ¡alcanzando más de 100 millones de grados! Si continúa durante varias horas, se amplificará 3.600 veces, alcanzando más de 500 mil millones de kilovatios hora.
La generación de energía anual de la central hidroeléctrica de las Tres Gargantas es de aproximadamente 654,38+000 mil millones de kilovatios hora por año. Se estima que la generación de energía anual es capaz de mantener un escudo energético para un tanque durante 6543,8+00 minutos. . Esta energía es en realidad equivalente a una bomba de hidrógeno con el equivalente a 654,38+ millones de toneladas de TNT.
Es decir, para proteger un tanque durante 10 minutos se necesitan consumir 100.000 toneladas de energía de una bomba de hidrógeno. Lanza una bomba de hidrógeno directamente. ¿No huele bien? (Tao Mujian)
Los escudos energéticos son muy comunes en las películas de ciencia ficción. Se les conoce como estándar para naves espaciales, así como para edificios y armas importantes. El escudo de energía puede formar instantáneamente un escudo de energía esparcido alrededor de los objetos para resistir los ataques de todos los objetos o energía externos.
¿Qué tan lejos estamos los humanos de esta tecnología?
No me atrevo a decir hasta dónde está. La tecnología en esta área en este momento es sólo especulación. En las etapas iniciales de la especulación teórica no hay ambigüedad.
Para hacer la película aún más fría, vemos el escudo de energía erigido instantáneamente, con luces azules y verdes parpadeando en su superficie. En Star Wars, este escudo puede incluso resistir decenas de horas de ataque de una gran flota. El establecimiento de un escudo de energía requiere primero un sensor y un generador. Los sensores detectan amenazas del exterior y los generadores crean campos de energía.
¿Qué se puede utilizar para implementar campos energéticos?
¿Cómo afrontar ataques cinéticos o energéticos desde el exterior? Hace unos años, Boeing solicitó una patente para algo llamado onda de choque atenuada por arco electromagnético. La idea es que cuando la onda de choque generada por la explosión se propaga en esta densa capa de aire, la energía de propagación se reduce drásticamente, consiguiendo así un efecto protector. Sin embargo, esto sólo atenúa la onda expansiva.
Nada puede impedir que un ataque cinético lo ataque.
Además, las armas láser pueden usarse ampliamente ahora y en el futuro. La velocidad de ataque de las armas láser es la velocidad de la luz y la energía concentrada es alta, lo que puede destruir fácilmente el objetivo.
De dónde proviene la energía necesaria para el escudo de energía y cómo reunir una cantidad tan grande de energía para resistir los ataques, todas estas son cosas sin sombras. Aunque la idea de las películas de ciencia ficción es buena, la realidad es muy flaca.
De hecho, los escudos de energía existen principalmente en películas y series de televisión de ciencia y tecnología. Si tenemos que avanzar hacia la realidad, me temo que todavía queda un largo camino por recorrer.
En primer lugar, fijar fotones alrededor de un objeto en una forma muy estable probablemente no sea una cuestión de cuánta energía se requiere, sino una cuestión de ciencia y tecnología.
Los humanos nos encontramos actualmente en la última etapa de la civilización cósmica de primer nivel. Ni siquiera hemos utilizado completamente la energía de la tierra, y mucho menos controlamos los fotones.
Nuestro uso de la energía es todavía muy simple y nuestra comprensión de diversas sustancias aún está en su infancia.
Aún está lejos crear algo similar a un escudo de energía, pero los humanos ya están investigando algo similar a un escudo de energía.
Un equipo de investigación está trabajando en un dispositivo similar a un campo magnético artificial de la Tierra para proteger a los astronautas de varios rayos mortales en el espacio.
Científicos británicos y portugueses utilizaron modelos matemáticos para calcular que es posible crear "burbujas de campo magnético artificial" de cientos de metros de diámetro para proteger las naves espaciales. Por supuesto, todo esto todavía se encuentra en la etapa experimental, y aún es una incógnita si se podrá realizar.
Además, se dice que Broken Sound Company obtuvo una patente en 2015. Se utiliza tecnología patentada para resistir las ondas de choque generadas por las explosiones. Se dice que es un campo de plasma que puede debilitar la onda de choque después de la explosión. La tecnología de Boeing se utilizará en el ejército, principalmente para resistir armas de energía como los láseres.
En resumen, no vale la pena ganar el escudo de energía. Tal vez haya nuevos desarrollos después de los avances tecnológicos en el futuro, pero no es realista en este momento.
El escudo de energía real es una zona de baja velocidad formada por un espacio distorsionado.
Cuando la velocidad de un objeto que ingresa a la zona de protección es mayor que el valor c de la zona de velocidad de poca luz, el objeto se convertirá en energía pura.
Teóricamente es posible, pero en la operación real, primero tenemos que desarrollar el motor de curvatura.
¡Esto es más difícil!
Porque el "motor warp" ahora sólo es relevante teóricamente, comprime el espacio delantero y expande el espacio trasero, de modo que el motor puede "alejarse" del destino a varios años luz de distancia.
El escudo de energía es la segunda mitad del motor warp. La expansión de la curvatura del espacio hace que la velocidad de la luz en el espacio se acerque a cero.
En teoría, este es un enfoque razonable, pero actualmente no tenemos la capacidad de cambiar la curvatura del espacio.
Por supuesto, estas llamadas teorías puras todavía están lejos de la realización de la ingeniería, por lo que la súper ciencia ficción del escudo de energía sigue siendo una fantasía.
En muchas obras de ciencia ficción, los escudos de energía pueden ignorar todos los ataques. Es invisible e intangible, pero es real. Todo lo que esté protegido por un escudo de energía está protegido del mundo exterior.
Aunque esto es solo pensamiento de la gente y no existe una tecnología tan avanzada como el escudo de energía en el mundo real, eso no significa que no existirá en el futuro. Hoy, analicemos si existe alguna base científica para este escudo de energía que puede ignorar todos los ataques.
Normalmente, pensamos en los escudos de energía como un campo de fuerza. Hay cuatro fuerzas básicas en el universo: la fuerza de interacción fuerte y la fuerza de interacción débil están ocultas en el núcleo. La fuerza de la gravedad es muy, muy baja y la dirección es incorrecta. Entonces, si el escudo de energía es un campo de fuerza, sólo hay una opción: el electromagnetismo.
De hecho, cada uno de nosotros se encuentra dentro de un enorme escudo de energía: el campo magnético de la Tierra. El sol no es tan amable como pensamos. Si bien nos proporciona luz y calor, también emite una gran cantidad de partículas cargadas a alta velocidad con intenciones maliciosas. Sin la protección de un fuerte campo magnético, la atmósfera de la que dependemos para sobrevivir desaparecería y no habría vida en la Tierra.
Sin embargo, no todas las sustancias se ven afectadas por la fuerza electromagnética, por lo que no importa cuán fuerte sea la fuerza electromagnética, no podemos "ignorar todos los ataques". Tenemos que agregar algo a este escudo energético.
Como todos sabemos, las partículas cargadas se ven afectadas por los campos magnéticos, y los campos magnéticos fuertes también pueden hacer que las partículas cargadas se muevan sobre sí mismas. En este caso, si el número de partículas cargadas que se mueven alrededor del campo magnético es lo suficientemente grande y la velocidad es lo suficientemente rápida, se puede formar una barrera de potencial, y luego a la barrera de potencial se le puede dar cualquier forma mediante la superposición de campos magnéticos.
En teoría, el escudo de energía anterior puede resistir todos los ataques basados en principios electromagnéticos, entonces, ¿puede defenderse contra ataques de energía cinética física? Sigamos buscando.
La imagen de arriba es la fórmula de la energía cinética en la teoría de la relatividad (donde m0 es la masa en reposo, C es la velocidad de la luz constante y V es la velocidad del objeto), que muestra que cuando la velocidad de un objeto es infinitamente cercana a la velocidad de la luz, la energía cinética que transporta también aumenta infinitamente. Según este principio, podemos utilizar campos magnéticos para acelerar partículas cargadas a velocidades muy altas, de modo que cada partícula transporte una energía cinética extremadamente alta.
Cuando una entidad atacante entra en contacto con este escudo de energía, una gran cantidad de partículas cargadas a alta velocidad verterán su energía cinética sobre él, provocando que se desintegre y explote instantáneamente. Los escombros producidos por la explosión serán bloqueados por las densas partículas de alta energía fuera del escudo protector. Parte de la energía liberada por la explosión será absorbida por estas partículas y convertida nuevamente en su energía cinética, mientras que la otra parte se disipará. en el espacio circundante.
Desde la perspectiva de la eficiencia energética, las partículas cargadas en este escudo de energía no deberían tener velocidades extremadamente altas en ningún momento (después de todo, consume demasiada energía), por lo que también necesitamos una tecnología temprana inteligente y altamente sensible. El sistema de alerta puede decidir cuándo y dónde acelerar las partículas cargadas en el escudo y en qué medida. Esta puede ser la razón por la que en algunas tramas de ciencia ficción, los escudos de energía son generalmente casi transparentes y se iluminan repentinamente cuando son atacados.
Entonces, ¿qué tan lejos están los humanos de crear escudos de energía?
De la descripción anterior, podemos saber que este tipo de protección de energía tiene dos requisitos principales: el primero es energía fuerte y el segundo es una tecnología de confinamiento magnético madura. Estos dos puntos se encuentran en el núcleo controlado actual. La tecnología de fusión ha comenzado a tomar forma. En la actualidad, el dispositivo de anillo Tokamak, que tiene más probabilidades de lograr una fusión nuclear controlada, utiliza esencialmente un campo magnético para controlar partículas cargadas.
Por lo tanto, se puede decir que con el dominio de la tecnología de fusión nuclear controlable, los dos requisitos para fabricar este tipo de escudo de energía se han cumplido básicamente, con el tiempo, los humanos también podremos tener este tipo. de cubierta de energía de alta tecnología. Tal como están las cosas, el camino hacia una fusión nuclear controlable todavía está lleno de dificultades. Las estimaciones optimistas pueden tardar décadas, las pesimistas pueden tardar cientos de años o más...
Vale la pena mencionar que los científicos especulan que es probable que exista un tipo de energía negativa en el universo. que tiene masa imaginaria, puede producir antigravedad con las mismas propiedades que la gravedad pero en dirección opuesta. Esto significa que si los humanos descubren esta extraña sustancia, pueden crear un poderoso campo de fuerza repulsiva en el espacio alrededor del objetivo protegido, permitiendo que todas las sustancias externas se "desvíen" e ignoren verdaderamente todos los ataques.
La tecnología negra como escudo de energía sólo aparece en obras de ciencia ficción. De hecho, desarrollar este tipo de productos defensivos parece tener poca utilidad. Por ejemplo, los escudos de energía funcionan básicamente igual que la armadura de un tanque. Es sólo una barrera contra el ataque. Si usas un escudo de energía, aún necesitas continuar generando energía. Obviamente, no es asequible colgar una capa de placas de acero y casi no hay tasa de falla con las placas de acero. Por supuesto, en el caso de las obras de ciencia ficción, cuanto más llamativas sean, más tecnología avanzada podrán reflejar. A partir del escudo de energía reflejado en la película, podemos adivinar que el escudo de energía es similar a un fuerte campo de fuerza o una barrera espacial, por lo que podemos pensar en dos formas de crear el escudo de energía.
Una es generar un campo de fuerza, similar a la gravedad o el magnetismo, y se producirá un impacto si el objeto que aplica la fuerza no entra en contacto con el objeto que aplica la fuerza. El segundo tipo es similar a la distorsión espacial, creando una barrera espacial. Hablemos primero del primer tipo. Este campo de fuerza es al menos similar a la gravedad y puede actuar sobre toda la materia. Por lo tanto, debe tener tanto la fuerza de la fuerza nuclear fuerte como la amplitud de la gravedad. Más importante aún, debe ser antigravedad, de lo contrario empeorará las cosas. Obviamente, para utilizar el primer método para crear un escudo de energía, los humanos deben al menos completar las cuatro fuerzas básicas en la teoría física (es decir, la gravitación universal y la gravitación universal). Entonces, el segundo método en realidad me recuerda al dominio negro de la novela de ciencia ficción "El problema de los tres cuerpos", que introduce que la trayectoria generada por el motor de curvatura es un espacio retorcido con una velocidad máxima muy baja. Imagine que cuando el misil lo alcanza, la ojiva desacelera primero, pero la velocidad de la cola permanece sin cambios. Como resultado, la cola golpea la ojiva y explota. Las investigaciones sobre motores warp se encuentran a menudo en los periódicos. La última noticia es que en 2012, el físico Harold White y sus colegas experimentaron con su pequeño dispositivo de accionamiento de curvatura en el laboratorio, utilizando un rayo láser para inducir la distorsión del espacio-tiempo a escala microscópica. Por lo tanto, este es un proceso largo. Todavía es un proceso largo para que los humanos construyan un escudo de energía. En la actualidad, lo mejor es desarrollar la ciencia de los materiales y crear un escudo sólido más fuerte.
Nuestra impresión de los escudos de energía siempre se parece a la de las películas de ciencia ficción, pero esto es sólo un proceso artístico. Por supuesto, es imposible ser igual a las películas de ciencia ficción con la tecnología actual, pero en la actualidad existen tecnologías similares.
Campo magnético de la Tierra
¿Cómo entendemos el concepto de escudo? ¿Realmente tiene que ser una entidad? De hecho, todos conocemos la importancia del campo magnético terrestre para la supervivencia humana. Podemos minimizar la amenaza del viento solar gracias a la existencia del campo magnético terrestre. Entonces, ¿se puede considerar esto como el escudo energético de la Tierra?
Así que comenzamos con esto.
El arco electromagnético atenúa la onda de choque.
Aún está fuera de nuestro alcance crear un escudo de energía que pueda resistir las bombas, pero al menos debemos dar un paso atrás y ver si puede resistir las ondas de choque.
Boeing posee patentes de métodos y sistemas de atenuación de ondas de choque por arco electromagnético. La razón fundamental es que en algunos impactos o explosiones violentas, algunos impactos físicos pueden protegerse con una armadura corporal, pero las ondas de choque no. Pero las ondas de choque fuertes también pueden ser fatales.
Para evitar que las ondas de choque impacten en el cuerpo humano, es necesario desviarlas o absorberlas. La patente de Boeing es la dirección de redirección o refracción. El principio específico es detectar explosiones a través de sensores y, al mismo tiempo, utilizar láseres, microondas o arcos electromagnéticos para calentar rápidamente el aire, crear medios de aire de diferentes densidades y atenuar la energía de la explosión.
Por supuesto, esta tecnología aún no se utiliza mucho, por lo que aún queda trabajo por hacer. En resumen, el término escudo de energía no se puede comparar con la escena de la película y no se puede tratar racionalmente.
El escudo energético tiene su origen en las novelas infinitas clásicas chinas. Aquellos con una fuerza interna profunda pueden formar una cierta aura alrededor del cuerpo, lo que dificulta que los objetos externos dañen el cuerpo. En películas posteriores de ciencia ficción, a menudo se usaban escudos de energía para proteger los acorazados espaciales. Entonces, con esta alta tecnología, ¿hasta dónde tenemos que llegar para crear un escudo de energía?
Primero, analicemos el escudo energético. Según su función, el escudo energético debería ser un campo similar a la materia. Cuando está excitado, puede formar una barrera alrededor de la persona a la que protege, similar a una pompa de jabón. La luz puede atravesarlo, pero otros objetos macroscópicos no.
Los únicos campos conocidos de la materia son los campos magnéticos y eléctricos, o campos electromagnéticos. Entonces, ¿pueden los campos electromagnéticos formar una película protectora con protección energética? En teoría, los campos electromagnéticos pueden proteger las señales electromagnéticas, de forma similar a un escudo protector. Los objetos macroscópicos también pueden protegerse si están cargados. Por ejemplo, el campo magnético de la Tierra puede evitar que las partículas cargadas de alta velocidad del viento solar entren en la atmósfera terrestre, protegiendo así bien a la Tierra. Pero si el objeto macroscópico está descargado o es magnético, el campo electromagnético no puede interactuar con él y, por tanto, no puede protegerlo.
Sin embargo, dado que el campo electromagnético es un campo material, si la energía del campo electromagnético es alta, puede afectar el espacio y el tiempo circundantes, provocando alguna forma de deformación o distorsión del espacio y el tiempo, y Utilice esta deformación para proteger la nave espacial. Sin embargo, no existe un plan específico sobre cómo generar deformación y cómo utilizar la protección contra la deformación. Pero algunas personas dicen que el "Experimento Filadelfia" realizado en los Estados Unidos utilizó campos electromagnéticos para dislocar un buque de guerra en el tiempo y el espacio.
Así que, en general, los humanos actualmente no tenemos la tecnología para crear escudos de energía. Incluso los materiales que pueden absorber toda la gama de ondas electromagnéticas no pueden desarrollarse con mucha madurez, y mucho menos los escudos de energía. Por ejemplo, sólo Estados Unidos tiene bombarderos furtivos B2, pero otros países no. Esto muestra que la tecnología humana todavía es muy pobre y que todavía queda un largo camino por recorrer antes de implementar varias tecnologías futuras en las películas de ciencia ficción.
Existen dos formas de conseguir un escudo de energía como el de la película.
La primera se consigue mediante armas láser. Coloca un muro de armas láser en las áreas que necesitan ser defendidas y dispara al cielo como un paraguas para formar una red protectora.
En segundo lugar, la persona que necesita protección está envuelta en un dispositivo similar a una esfera Dyson. Hay un dispositivo de rotación de ultra alta velocidad en la periferia de la esfera Dyson que puede aplastar cualquier cosa que esté cerca.
En tercer lugar, coloque un pequeño agujero negro en el objeto a proteger, introduzca un misil y succionelo directamente hacia el agujero negro. Hasta cierto punto, también consigue un efecto defensivo.
La cuarta implementación, la más probable,
es diseñar un escudo de antimateria alrededor de la persona que necesita protección. No importa qué método de ataque utilice el oponente, su materia positiva se combinará con esta antimateria y desaparecerá automáticamente. También es un efecto defensivo.
En quinto lugar, es un súper dispositivo de almacenamiento de energía que puede absorber la energía generada por varias ondas de choque y varios rayos láser, almacenar la energía emitida por otros en sus propias armas y luego defenderse. Esto es un poco como Murong Fu en "La lista de dragones y tigres". En la actualidad, las máquinas que pueden convertir energía térmica y cinética en energía eléctrica incluyen motores, pero aún no se han desarrollado aquellas que almacenan energía láser.
En sexto lugar, independientemente del arma, el efecto de ataque en sí también es una onda, que puede denominarse onda de choque. Dado que es una onda, debe haber un sistema de defensa para reflejar las ondas, al igual que cualquier objeto puede reflejar las ondas de radar. Desarrollar un dispositivo que pueda reflejar varias ondas, no importa cuán fuerte sea la onda de choque del oponente, puede reflejarla automáticamente.
Finalmente, para resumir, si un país que puede desarrollar un escudo de este nivel es atacado, debe ser una invasión extraterrestre. Con este tipo de habilidad protectora, equivale a tener una poderosa habilidad para destruir el planeta. Sería mejor atacar directamente el planeta de origen de los extraterrestres y destruir su planeta. Esto les evita reproducirse todo el día y acosarnos todo el día.
¡No está muy lejos! Una vez que los humanos diseñen un escudo de campo de fuerza para naves de velocidad subluz, ¡definitivamente será un equipo estándar! ¡No es necesario usarlo en el ejército! Antes de que los humanos descubran el principio de los escudos de campo de fuerza, creo que primero debemos entender qué es un campo de gravedad. ¡La aparición de campos gravitacionales artificiales marca la aparición de escudos de campos de fuerza! ¡Hay tantas películas de ciencia ficción con este tipo de escudo protector similar al vidrio que puede resistir explosiones nucleares! ¡Aunque muchas películas de ciencia ficción no explican cómo funciona este escudo! De hecho, ¡no es más que crear artificialmente un tiempo y un espacio distorsionados fuera de la nave espacial! ¡Pero una estructura de pared así debe ser dinámica! Los escudos de fuerza son como las burbujas que sopla un niño.
¡Puedes ver dentro de la burbuja que algo fluye dentro de la pared!