首页 > 宇宙

旋转航天器能否产生人工重力?科学原理揭秘

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-12

## 一个旋转的航天器能否产生人造重力?科学对此有怎样的解释

系统繁忙,请稍后再试

通过旋转航天器产生人工重力是科幻作品中的常见设定,但将其变为现实技术在科学上是否可行?

爱因斯坦广义相对论的基石是他观察到引力和加速度是无法区分的。

将一个人置于一艘以9.8米每二次方秒(约35公里每小时)的加速度在太空中飞行的火箭中,他的双脚就会像在地球表面受到重力作用一样牢牢贴在舱室地板上。

爱因斯坦引力与牛顿引力的区别

当然,以9.8米每秒平方的加速度持续直线加速,永远模拟重力,并不是一个非常实际的方法。

更佳的方法是利用离心加速度这一效应,即当人绕轴旋转时(例如在旋转木马上),会感受到一种向外的表观作用力。

这是斯坦利库布里克在他的电影《2001太空漫游》中所利用的现象,这部电影是历史上最优秀的太空和科幻电影之一。

在太空飞船上能否像《2001太空漫游》中那样产生人工重力?图片由SunsetBoulevardCorbisviaGettyImages提供

在电影中,海伍德弗洛伊德博士的航天器停靠在空间站1的轴心位置,该空间站是一个直径275米(900英尺)的环形结构,正缓慢旋转。

当他沿着其中一条辐射状走廊向外前行时,他的体重(即作用于身体的重力大小)逐渐增加,最终到达空间站边缘时,几乎与他在地球上的体重相当。

当然,这与地球上的重力并不完全相同。

如果弗洛伊德放下一个物体,物体不会直接落到地板上,而是似乎被偏转到与空间站旋转相反的方向。

这被称为科里奥利效应。

科里奥利效应说明了一个爱因斯坦所认识到的微妙之处:引力只有在非常小的空间区域内才真正无法与加速度区分开来。

这意味着,尽管我们能够模拟出类似地球重力的环境,但永远无法真正完美地实现。

相关知识(天文术语)

航天器是用于在太空进行科学探索、通信、运输等任务的飞行器。

BY: Marcus Chown

FY: AI

如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

【抵近观察④】黄河断流已成往昔,治理仍需不懈努力

【抵近观察④】 光明日报记者 马姗姗 谢文 黄河,是中华民族名副其实的“母亲河”! 华夏儿女的繁衍生息,与这条河流息息相关。

时至今日,这条全长5464公里、流经9个省区的河流,依然承担着全国约12%人口、17%耕地和50多座大中城市的供水任务。

然而,时光倒回20多年前,谈起“母亲河”,人们就会忧从心起——因为她动辄断流。

资料记载:1972年,黄河首次出现断流。

此后的27年间,竟有21年断流。

最严重的是1997年,全年断流226天。

1999年至今,再未听闻黄河断流。

不再断流的原因何在?是不是断流已得到彻底根治?黄河治理还有哪些梗阻需要破除?日前,记者用半个月时间行走黄河,与水利工作者、两岸干群进行了深入探讨。

记者首先来到了开封兰考。

兰考距黄河入海口600多公里,1997年,黄河断流河段竟延至这里,刷新了黄河断流最长河段的纪录。

历史上的兰考,饱受风沙、盐碱、内涝“三害”侵扰。

上世纪60年代初,“县委书记的好榜样”焦裕禄带领全县人民奋力治理“三害”,面貌有了很大改变。

但是,黄河持续断流,让这片刚刚经过治理的土地再次面临困境,地下水位持续下降,部分曾经改良的耕地重新沦为盐碱地。

忆起当年断流的情景,年过八旬的“焦桐守护者”魏善民告诉记者:“断流最严重的时候,兰考境内的黄河河道彻底干了,河床裂得能塞进成年人的手掌,光秃秃的河滩上连野草都活不了。

” 今天,我们站在兰考县东坝头镇黄河岸边,但见:宽阔河道水流滔滔,河风裹挟着水汽扑面而来。

河堤旁的林带里,草木葳蕤,一群群山羊悠闲地嚼着青草。

而河两旁的田野上,玉米秆已经褪去青绿,一个个饱满的棒子分外招眼。

是啊,水是希望,水是生机,水更是收获。

山东利津县高家村。

水利部黄河水利委员会供图 沿黄继续下行,我们来到山东利津县。

利津段是黄河断流频次最多、时长最长、受灾最重的河段。

利津县北宋镇的高家村紧傍着黄河。

村支书高占明大块头大嗓门:“当年黄河断流的时候,挨着河,却只能打井过活。

井打得再深,抽上来的水仍又咸又涩。

庄稼收成,就更别提了。

” 他邀记者去看村里的产业园:“咱这里的地,可不孬,只要有了水,种啥长啥。

你们瞧,那一片种的是中草药,叶片一层又一层的是丹参,枝秆上鼓着密密匝匝花苞的是菊花;这一片是采摘园,那长着金灿灿果实的是秋月梨,那沉甸甸压弯枝头的是冬枣;远处那一片是蔬菜园,穿紫袍的是茄子,红丢丢的是西红柿……” 依托黄河优质水源,村里还办起了水加工厂——“共富水坊”。

记者在改造一新的无菌车间看到,生产线整齐排布,净水、灌装、贴标全程自动化。

高占明自豪地说:“每年能生产上百万桶饮用水呢。

” 东营,位于黄河入海口。

作为黄河的尾闾,断流,对这里居民的生产生活,以及动植物的生存,都是致命的。

在断流那些年份,河口生态恶化,湿地大面积萎缩,盐地碱蓬、海草床等植物绝迹,贝类、蟹类底栖生物消失,珍稀鸟类数量锐减。

“不光是植物生长需要水,采油,也须臾离不开水。

胜利油田的主产区就在这里。

1997年,因为黄河断流,缺少淡水注入,油田200口油井被迫关停。

那是多大的损失啊!”忆起往昔,胜利油田原水利处处长马俊德心有余悸。

当然,今日的黄河尾闾,已全然是另一副模样:映入眼帘的是无边无际的生机盎然的绿,各种各样的鸟儿不时从头顶飞过。

20多年的黄河畅流,让黄河三角洲生态越来越好,成为迁徙候鸟的“停歇驿站”。

我们采访这段时间,正值秋季候鸟迁徙的高峰期,有数十万只候鸟在此集结。

落日余晖中,成群成群的鸟儿盘旋翱翔,形成“鸟浪”奇观,引来无数摄影爱好者。

东营“鸟浪”,刷屏网络。

一路走来,记者边看边问边思,出发前,盘桓在脑中的问题,有了初步答案。

是什么原因造成了黄河断流?又是什么原因带来了黄河畅流? 调研中,水利部黄河水利委员会党组成员、副主任赵银亮这样分析:黄河多年平均天然年径流量约580亿立方米,要以有限的水量支撑沿黄亿万百姓的生产生活,同时维系大河生命,就必须让有限的水资源发挥出最佳效能。

这些年黄河畅流,与国力增强在上中游建起了一系列控制工程有很大关系。

尤其是小浪底水利枢纽的建成,各个水利枢纽联合调控,使黄河在非汛期也能保证畅流。

“要让黄河畅流,还必须跳出各自为政的藩篱,坚持全流域一盘棋,以统一调度平衡上下游、左右岸、干支流关系。

过去黄河断流,与流域水资源分割管理、沿河各地无序用水不无关系。

”他讲了这样一个故事:早些年上下游用水缺乏统筹,下游“嗷嗷待哺”,但在宁夏、内蒙古等中上游灌区,一些农户却大水漫灌,为了把地浇透,引黄灌溉,水深齐腰,浪费严重。

他认为:“没有水资源的统一调度,就没有黄河的持续畅流。

” 那么,如何实现水资源的统一调度? 水利部黄河水利委员会总规划师王煜谈了自己的看法:“统一调度不能只靠行政协调,必须筑牢法治保障。

以前,对超额用水缺乏有效的监督手段和制裁措施,仅靠行政协调,这种协调很容易变成‘谁声音大谁多用’。

自从《黄河水量调度管理办法》《中华人民共和国黄河保护法》实施后,统一调度就不是谁想不想做的问题,而是不做不行的法定义务,只有这样,水资源才能按照流域整体需要进行分配。

” 调研中,还有专家认为:黄河水资源先天不足,光靠调度还不够,必须依靠科学手段,把每一滴水用在刀刃上。

水利部黄河水利委员会总工程师魏向阳告诉记者:当年的断流,真正刺痛了大家,全流域逐渐树立起“有多少汤泡多少馍”的理念,强化水资源刚性约束。

沿黄灌区续建配套、发展滴灌喷灌等高效节水农业,沿线工矿企业推进节水改造,城镇建设严控用水定额。

他由衷地感慨:“水在田里少蒸发一点,在工厂里多循环一次,在城市里多回用一遍,汇聚起来,就蔚为可观,就能为粮食安全、产业发展和生态修复提供新空间。

” 近5年的数据支撑了他的观点:黄河流域万元GDP用水量下降了16%。

尽管黄河连年畅流,调研中,许多专家表现出了谨慎的乐观。

有专家提醒:黄河依然是一条资源性缺水的河流,论多年平均径流量,它仅为长江的十七分之一。

流域水资源“紧平衡”的基本面并没有改变。

无论上游、中游还是下游,节约用水这根弦,时时刻刻都不能松。

专家们坦言:还有许多梗阻和挑战需要高度重视,譬如,水量调度,必须全流域一盘棋,一些支流的水量调度仍需加强。

另外,随着上中游水库泥沙淤积,调水调沙水动力不足的矛盾已逐步显现,古贤水库等后续工程需加快推进…… 尽管如此,专家们对黄河的未来仍充满了信心:经过了断流磨难,经过了畅流努力,我们已经初步找到了黄河治理的规律。

按规律办事,继续强化、优化各项管控措施,“母亲河”就能永远汩汩滔滔奔流到海。

《光明日报》(2026年10月12日 01版) 来源: 光明网-《光明日报》

四川大熊猫种群稳步恢复 伞护效应逐步显现

中新社成都10月12日电 (单鹏)四川省林业和草原局副局长、大熊猫国家公园四川管理局局长周古鹏12日在成都表示,五年来四川持续开展大熊猫、雪豹、川金丝猴等珍稀野生动物及其栖息地专项调查,从调查结果看,大熊猫国家公园生态保护成效显著,栖息地质量持续改善,生物多样性稳步提升。

当天在四川省政府新闻办举行的大熊猫国家公园四川片区五周年建设成效新闻发布会上,周古鹏谈及五年来的最大变化:大熊猫种群持续恢复,栖息地连通性显著提升。

大熊猫国家公园四川片区8个重点监测区域野生大熊猫数量增长7.3%;崇州九龙沟等多个区域陆续监测到野生大熊猫新分布痕迹;雅安石棉记录到放归大熊猫成功参与自然繁殖,并发现疑似后代个体;7条关键生态廊道累计捕捉野生大熊猫活动影像150余次,廊道正有效发挥促进种群基因交流的功能。

9月14日,四川雅安宝兴县大熊猫宣教中心大熊猫起源馆内,大熊猫“瑛美”在玩耍。

 中新社记者 安源 摄 大熊猫伞护效应持续释放。

五年间不断发现新物种、新分布记录,累计发现植物新种14种、两栖爬行类新种2种,荥经、石棉新增大紫胸鹦鹉等多个物种新纪录。

珍稀物种种群持续恢复,雪豹发现点位逐年增多,川金丝猴种群总体稳定、局部持续扩散,绵阳平武重新发现豹的活动踪迹,越来越多珍稀物种重回大众视野。

四川省林业和草原局局长荣全介绍,五年来,四川以保护大熊猫野生种群栖息地为目标,高质量推进大熊猫国家公园建设,累计投入28.86亿元人民币,新(改)建保护站点82个,布设界碑界桩3646个;启动省级数据中心和监测平台建设,930台野外红外相机实时接入国家公园感知系统,全面构建“天空地”一体化监测体系。

同时,四川建立严密的法治体系,强化园区生态环境保护的法律监督;提升栖息地生态质量,累计修复栖息地34万余亩,重点建设跨平武、九寨沟、黄土梁等7条关键生态廊道;深化与中国科学院等40余家科研单位合作,联合开展科研项目近300个;打造青川青溪、荥经龙苍沟等融合社区,年均生态体验超300万人次。

(完)