星爵Peter Jason Quill可能是整個漫威電影宇宙裡面最不像英雄的一位英雄, 不過這並不妨礙銀河護衛隊成為一部還不錯的電影。 而第二部的星爵的義父的犧牲, 也讓這部成為了目前為止漫威電影宇宙裡面最大的催淚彈。
不過看電影的自然除了有小編這種啥都不懂的小白以外, 也成功的吸引了昆士蘭科技大學副教授ichael Milford。 作為一個嚴謹的科學家, 我們的副教授決定從科學的角度解析一下《銀河護衛隊2》的數學元素。
好吧, 我們的副教授ichael Milford和柳田理科雄(香蕉漂還記得嗎?)應該有的一拼, 因為除了科學解說銀河護衛隊2以外,
本文涉及一小部分劇透, 如果你還沒有看過這部電影的話, 其實也沒有影響……
主角的運氣一般都很好
逃離小行星帶這種場景, 在科幻電影中應該並不算少見。
但是穿越這種量子小行星帶, 著實難度不小。 由於量子小行星帶中, 小行星會隨機出現或者消失, 所以穿越的過程中除了擁有出色的駕駛技巧以外, 還需要充足的運氣成分。
所以安全穿越量子小行星帶的可能性到底有多少呢?
由於電影中的小行星帶看起來大部分是空著的。 所以我們假設小行星帶中每秒來個天降正義的概率是百分之一。
如果穿越小行星帶需要3分鐘的話, 那麼就可以計算出概率:
成功穿越的概率 =(每秒的生存概率)持續的秒數
=(1 -被破壞的概率)持續的秒數
=(1-0.01)180
= 16.38%
將近六分之一的生存概率, 還是非常不錯的。
不過根據電影, 數百架飛船追擊我們的主角依然全軍覆沒來看。
每秒生存率 =(總生存概率)(1/持續的秒數)
=(0.01)(1/180)
= 97.47%
這表示遇到小行星的概率風險還是非常高的, 每秒有2.53%的概率撞上。
好吧, 其實我們不能忘記算一點, 就是主角的存活概率一向是100%的。 所以以上的結果, 準確來說是那些炮灰的生存率。
炮灰表示:
手榴彈蹦蹦床
而火箭的創造力也是貢獻了不少的笑點。 比如在森林內用電磁或者電場地雷, 將掠奪者的人炸上天(用這招上樓不錯)。
可憐這些“壞人”被炸飛了近30米的高度, 當個壞人不容易啊!
不過需要把他們炸飛高達將近30米, 我們可以計算出地雷爆炸的速度:
2 × 重力 × 高度 = 最終速度2 – 初始速度2
由於在最高點時的速度為0, 所以可以得到:
2 ×(-9.81)×30 = 0 – 初始速度2
初始速度 = 24.26m/s
也就是說把壞人炸到30米, 至少能夠推動壞人初始速度超過24m/s。
和傳統的爆炸相比, 這個爆炸本身的速度還是慢了點的。 畢竟一般的爆炸傳播速度可以達到音速, 不過那就不一定能夠衝擊物體達到音速了。
啥, 你問我這個爆炸本身的威力有多少?
星際旅行, 到處約炮
這就是我們主角的父親——伊戈。 花費了好多年拜訪星系中的很多, 甚至全部的行星。 然後約炮……幸好這個缺點沒有遺傳給我們的主角。
不過訪問這麼多行星可不是一件容易的事情。
根據《天體物理學》雜誌的最新研究結果,整個銀河系大約有1000億個行星。
為了能夠計算出拜訪全部的行星需要多少時間,我們先要解決旅行推銷員問題(英語:Travelling salesman problem, TSP)。
引用:旅行商問題(TravelingSalesmanProblem,TSP)是一個經典的組合優化問題。經典的TSP可以描述為:一個商品推銷員要去若干個城市推銷商品,該推銷員從一個城市出發,需要經過所有城市後,回到出發地。應如何選擇行進路線,以使總的行程最短。
不過伊戈每隔段時間就會回到自己的星球。我們不妨假設伊戈每次只訪問一個行星,就返回自己的星球。這樣小編就可以偷懶了……
首選我們要知道銀河系的尺寸,依然是《天體物理學》雜誌的資料,大概是10萬到18萬光年。好,我們假設銀河系是一個半徑為7萬光年的圓。
我們繼續偷懶一下,簡化問題。假設伊戈的行星處在最合適的位置,銀河系的圓心上。
那麼我們可以得到,伊戈需要至少1000億次的往返才可以。
而恒星和行星一般在星系的中心的最密集,然後向外逐漸稀疏變少。粗略的估計的話,從伊戈自己的星球達到其他行星的平均距離是銀河系直徑四分之一,大概3.5萬光年。所以一個往返就是7萬光年。
簡單的計算一下:
總共的旅行路程 = 7萬光年 × 1000億 = 7,000,000,000,000,000年
簡單來說,如果伊戈以光速前進,那麼訪問全部的行星至少需要7萬億年。而目前估算宇宙只有140億歲左右。
好吧,既然按照光速不行,伊戈或許還有別的辦法,比如蟲洞旅行,星際遷躍什麼的。不過這些……
勇度的箭
我們主角義父的武器,通過吹口哨控制的致命飛箭。可能是整個漫威宇宙電影裡面最有趣和獨特的武器。
而有一個場景,就是勇度用箭,擊殺了整艘飛船的壞人。
我們暫時不清楚箭的時速。但是我們可以繼續偷懶,暫定速度快于普通的汽車,但是慢於飛機。按照傳統的弓箭速度275km/h來計算。
由於整艘飛船我們也有沒有其他的資料,所以暫定有幾千米長的走廊和數十個分散的房間。
所以,勇度想要清場所需要時間:
清場時間 = 距離 ÷ 速度 = 2km ÷ 375km/h = 26.3秒
根據電影的鏡頭來看,還是蠻合理的。
好吧,畢竟電影並不可能真的考慮如此之多的細節。只要讓觀眾覺得合理就足夠的,不然牛頓的棺材板有多少層也不夠用,對吧。
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不過訪問這麼多行星可不是一件容易的事情。
根據《天體物理學》雜誌的最新研究結果,整個銀河系大約有1000億個行星。
為了能夠計算出拜訪全部的行星需要多少時間,我們先要解決旅行推銷員問題(英語:Travelling salesman problem, TSP)。
引用:旅行商問題(TravelingSalesmanProblem,TSP)是一個經典的組合優化問題。經典的TSP可以描述為:一個商品推銷員要去若干個城市推銷商品,該推銷員從一個城市出發,需要經過所有城市後,回到出發地。應如何選擇行進路線,以使總的行程最短。
不過伊戈每隔段時間就會回到自己的星球。我們不妨假設伊戈每次只訪問一個行星,就返回自己的星球。這樣小編就可以偷懶了……
首選我們要知道銀河系的尺寸,依然是《天體物理學》雜誌的資料,大概是10萬到18萬光年。好,我們假設銀河系是一個半徑為7萬光年的圓。
我們繼續偷懶一下,簡化問題。假設伊戈的行星處在最合適的位置,銀河系的圓心上。
那麼我們可以得到,伊戈需要至少1000億次的往返才可以。
而恒星和行星一般在星系的中心的最密集,然後向外逐漸稀疏變少。粗略的估計的話,從伊戈自己的星球達到其他行星的平均距離是銀河系直徑四分之一,大概3.5萬光年。所以一個往返就是7萬光年。
簡單的計算一下:
總共的旅行路程 = 7萬光年 × 1000億 = 7,000,000,000,000,000年
簡單來說,如果伊戈以光速前進,那麼訪問全部的行星至少需要7萬億年。而目前估算宇宙只有140億歲左右。
好吧,既然按照光速不行,伊戈或許還有別的辦法,比如蟲洞旅行,星際遷躍什麼的。不過這些……
勇度的箭
我們主角義父的武器,通過吹口哨控制的致命飛箭。可能是整個漫威宇宙電影裡面最有趣和獨特的武器。
而有一個場景,就是勇度用箭,擊殺了整艘飛船的壞人。
我們暫時不清楚箭的時速。但是我們可以繼續偷懶,暫定速度快于普通的汽車,但是慢於飛機。按照傳統的弓箭速度275km/h來計算。
由於整艘飛船我們也有沒有其他的資料,所以暫定有幾千米長的走廊和數十個分散的房間。
所以,勇度想要清場所需要時間:
清場時間 = 距離 ÷ 速度 = 2km ÷ 375km/h = 26.3秒
根據電影的鏡頭來看,還是蠻合理的。
好吧,畢竟電影並不可能真的考慮如此之多的細節。只要讓觀眾覺得合理就足夠的,不然牛頓的棺材板有多少層也不夠用,對吧。
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