三体舰队最大速度到底是多少

根据书中所言,三体星球距离地球约4.22光年,三体舰队最大速度为十分之一光速。但是由于需要从零开始加速,以及到达太阳系之前需要减速,总共需要450年时间。为了方便运算,我们直接用光年表示距离单位,年表示时间单位,光年/年表示速度单位。

首先我们算出平均速度,4.22光年 450年=0.00938c,c是光速,单位光年/年。也就是接近百分之一光速。理论上,如果加速和减速是均匀的,即是没有中间匀速滑行阶段,其最高速度也只有平均速度的两倍,即百分之二光速。如果中间再滑行一段距离,那么最高速度会更低。

由此我们得出一个结论,根本不需要加速到光速的十分之一,就可以在450年内到达地球。或者说在最高速度十分之一的前提下,根本不需要450年就能到达地球。

因为前半的加速与后半减速是对等的,中间匀速部分也可以看作对等的两部分。所以我们可以按运行一半距离2.11光年,时间225年分别计算这两种情况。

首先看以最高速度十分之一光速需要多长时间可以走完2.11光年路程。需要用到一个公式s=1/2*at^2+vt`。s是距离,a是平均加速度,v是最高速度0.1,t是加速时间,t`是匀速时间。将加速度公式a=v/t代入距离公式,得s=1/2*vt+vt`。由此可以得出,t=2*(s-vt`)/v=2s/v-2t`。总需要时间T=t+t`=2s/v-t`。

这里可以看出,匀速航行时间越长,总运行所用时间越短。我们先假设匀速时间为零,算出最长所需时间。T=2s/v=2*2.11/0.1=42.2年。如果有匀速航行阶段,则比这个时间更短。T=42.2-t`。比如匀速时间为1年,总时间为41.2年。匀速时间为20年,总时间为22.2年。匀速时间为21.1年,总时间也为21.1年,也就说没有加速阶段,直接最高速度。这是按运行一半距离2.11光年计算的,如果是全程4.22光年计算,则在最高0.1光速时,没有匀速阶段需要84.4年,没有加速阶段需要42.2年。

因为小说的发展,二百多年过去,三体舰队才航行了一半路程,所以我们得出一个结论,三体舰队最高速度绝对到不了十分之一光速。最多2%光速。考虑到确实有匀速滑行阶段,估计三体舰队最高高速大约是1.5%光速左右。

这样的话,我们仍然根据公式T=2s/v-t`,算出需要的时间。2s/v是加减速时间=2*4.22/0.015=562.7年。总时间T是固定的450年,那么匀速时间t`=562.7-450=112.7年。加速时间228.13年,减速时间也是228.17年。

所以十分之一光速时三体人吓唬地球人的,实际他们只能达到不足2%光速。或者说是他们的水滴探测器可以达到十分之一光速,但那是再攻击时,太空远航估计也达不到。水滴到达地球大概用了一百多年时间,大体与我们前面分析的84年年时间相近。

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页面更新:2024-03-12

标签:舰队   速度   年表   光速   公式   地球   距离   阶段   单位   时间

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