如果在太空中開槍,子彈可以飛多遠?

吾姓陳名獨秀是也


我們知道,物體總有保持原有運動狀態不變的性質,原有運動狀態包括靜止或勻速運動狀態,這就是慣性,它是物體的一種基本屬性,任何物體在任何時候都具有慣性,在太空中開槍射出去的子彈當然也不例外。

在太空中開槍,子彈的速度從零開始做加速運動,速度會越來越快,離開槍膛時速度最高,由於在太空中沒有阻力,所以子彈會一直勻速直線,這當然是理想狀態,但實際上太空中有塵埃,會對子彈形成極其微弱的阻力,時間長了會使其速度慢慢變為減小,時間久了直到為零,子彈成為太空垃圾。

至於能否子彈會撞上太空垃圾,這隻有理論的可能性,實際上太空十分空曠。另外,子彈被其他天體的引力捕獲,這可能性也極低。最後,若在太空中開槍,子彈可以飛多遠,這個沒法估算,只能說很遠很遠很遠。

太空中沒有氧氣,能否開槍成功另當別論。


震長

之前我已經回答過類似的問題了,可以去找找“太空中沒有氧氣,那普通手槍在太空開槍的話會怎麼樣?”這個問題。

在那個問題裡面,我說了在太空中開槍與在地球上開槍的一些區別,比如說火焰的形狀、射出子彈的速度等等,其實還是跟地球上有很大的差別的。但是上次沒有說射出去的子彈是什麼樣的。

首先要說一個很簡單的道理,一個運動的物體,如果沒有阻力和障礙物的阻擋,那麼它將一直運動下去。

那麼子彈在太空裡會遇到阻力和障礙物嗎?答案是阻力是會遇到的,但是很大概率碰不上障礙物。

首先,由於宇宙中會有一些塵埃,子彈在飛過的時候不斷與塵埃碰撞產生一些阻力,或者因為塵埃的粘連而增加子彈的質量、導致其速度變慢。雖然這些力是十分微小的,但是放在很長的時間尺度之下,還是很可觀的,更何況本身子彈的速度不是特別快,應該在飛行一段時間之後子彈的速度就會降為零。

第二個,子彈會撞到障礙物嗎?我們先要說一點,就是宇宙其實比我們想象的要空曠,比如說,有人估計過:

在線性尺寸上。恆星的平均距離就是太陽半徑的1×10的8次方倍 一億倍哦,聽起來還好吧。一億倍的三次方,就是10的24次方倍 你看,這就是【星系內部】恆星和周圍空間的比較。

簡單來說,就是恆星與很行之間的距離,大部分情況是大的可怕的,所以有什麼物體沿著直線飛行,在相當長的一段時間內,這個物體都有非常大的概率碰不上障礙物。

當然,由於微小的引力的影響子彈可能會偏離其運行的軌道,但是基本上不會撞上行星或者恆星,而是在宇宙塵埃造成的阻力之下,逐漸的降低速度,最終變成宇宙中的一個相對於周圍的物質靜止的塵埃。

那麼子彈飛行的距離大概有多遠呢?我也不太會計算,希望有了解這一塊的大神可以來補充一下。


SilentTurbine

在這裡我轉牛角尖一下討論幾種情況

如果是在地球附近的太空開槍,那麼子彈很有可能會繞著地球做勻速圓周運動,在很多人看來子彈的速度是非常快的,但其實一般的手槍速度和音速差不多,速度在300-400米每秒,就算是狙擊槍也頂多1000多米每秒,這樣的速度和地球的同步衛星(約為7.9千米每秒)比起來小多

了,你都很難想象同步衛星的線速度比狙擊槍子彈速度都要快。這種情況下子彈會一直繞著地球運動,在這個過程中,可能會撞擊到隕石塵埃或者太空垃圾而逐漸被消耗。

如果不是在地球附近開槍,那麼子彈在真空的宇宙(宇宙其實每4立方米就含有1個質子)將不會受到任何阻力而一直運動下去,在這個過程中可能會撞擊到別的星球,隕石,或者是被黑洞吸引等等情況,但是實際上我們的宇宙是非常空曠的。

宇宙起源於138億年前的宇宙大爆炸,大約在5億年後開始出現恆星,過了20億年左右早期的星系就散佈在了宇宙的各個區域,這批星系離我們太過遙遠,觀察到的亮度也十分黯淡。據外媒報道,美國密歇根州立大學的科學家發現我們的宇宙可能更加空曠浩瀚,計算機模擬結果表示,宇宙中的,星系比人類已知的要少十倍到一百倍,但需要明年NASA韋伯太空望遠鏡完成探測以後才能得出結論。

如果宇宙真的如此空曠,那麼子彈發射以後最有可能就是不會撞上任何障礙物,一直沿著直線的軌跡向宇宙深處進發,究竟結果會如何也沒有人知

道,計算機也無法模擬真實的狀況。考慮到子彈的速度太慢了,這樣的問題也不太具有科研價值。


科學薛定諤的貓

回答是子彈在太空中可以飛無限遠的人,請收起高中在“理想條件下”學習的物理吧。現實太複雜了。

我可以很負責的告訴你,飛不了太遠。

沒有阻力,不等於不受其他力,不等於飛直線。敢問人類所探知到的宇宙,有哪一寸空間是完全沒有任何引力作用的?

那麼當我們在太空開槍,子彈會怎麼飛行呢?

舉個例子,如果我們在某個軌道,爬出艙外向前開槍。(圖是我P的請無視)子彈向前飛去,也只是相當於另一顆小衛星被打了出去,在最高點更高的軌道上環繞地球飛行。

如果我們在艙外向後開槍,那麼子彈會怎麼飛呢?在你開槍的視角看,子彈的確向後退去,離你越來越遠。但是子彈還是和你在相同的方向環繞地球。只不過軌道最低點比你要低。也就是相對於我們參考的環繞軌道來說,子彈屁股朝前飛行。

假設我們在地球同步軌道,速度為3070米每秒,高度為35786km。而子彈的速度也就700米每秒左右。

我們極限一點假設這把槍老厲害了,向後開槍子彈的初速度相對發射者可以達到3000米每秒。那麼這發子彈就會以3070-3000=70(m/s)的速度慢慢的墜向地球。當然,屁股朝前。

我畫了個圖,可以更直觀的看:

而且有趣的是,子彈每繞軌道一圈,都會回到發射點,並且速度和發射時相同。

那麼需要注意的是,會在某一圈,你會比向後打的那發子彈正好多繞一圈。你們的相對速度就是子彈的速度,你會看著這發向後打過去的子彈,從前面飛來擊中你。

當然,也會在某一圈,你會比向前打的那發子彈多少繞一圈。向前打的子彈會從你後邊飛過來擊中你。

假設子彈在正確的軌道位置,可以達到第三宇宙,即大於16700米每秒以上,這發子彈可以飛出太陽系 。

但是,絕對不是直線!既然不是直線,最終還是要環繞某個天體運行的。所以子彈在太空絕對不是無限遠的射程。

什麼?子彈達到光速可以沿直線?

你先讓“光”問問黑洞,它走直線行嗎?

這是涉及的廣義相對論了,光線在通過強引力場附近時會發生彎曲。

日食現象就是光會彎曲的一個例子:

人類太渺小,宇宙太浩瀚。


蛋殼科普

有不少人好奇,在太空中開槍子彈可以飛多遠?想要知道這一問題的答案,我們肯定要先明白地球和太空子彈飛行環境的差別。

首先我們來看看地球,地球上有著稠密的大氣,所以子彈出膛以後會因為強大的空氣阻力或風力的影響,其速度會迅速降低,子彈飛3公里以後基本上就是靠慣性在向前運動了,殺傷力大大減弱,相當於強弩之末了。

所以,地球上的子彈飛行距離因為空氣阻力的原因,有一定的侷限性,會一直減速,直到停止運動而落地。

而在太空中,太空中的空氣密度小,真空度高,我們幾乎可以排除空氣阻力這一影響。所以,理論上根據牛頓第一定律說:任何物體在不受外力作用下,永遠保持靜止或直線運動狀態。在不受太空中其他意外環境因素干擾的情況下,子彈可以飛很遠很遠,並且是按照一開始的速度,一直高速將其運動的狀態保持下去,令大家覺得遙不可及的光年距離都是可能的。

除此之外,還存在另一種可能性,那就是子彈在運動過程中距離太空中其他大質量的恆星較近或者相遇,那麼恆星的引力將會把子彈俘獲,這個時候子彈有可能圍繞恆星公轉,也可能是落在恆星上。又或者我們假設一開始就是對著地球或者其他大質量恆星開槍的,那麼子彈也會因為恆星的引力吸引,若是地球還要加上重力作用,使子彈速度越來越快,最終落在恆星上停止運動。


鎂客網

大家好奇在太空中開槍會是什麼樣?下面宙姐以在國際空間站上開槍為例來分析——

國際空間站軌道是高度為360km,軌道傾角為51.6°的圓軌道。如果想象在空間站內部子彈的運動狀態,我們還要考慮內部的空氣阻力,以及穿透空間站艙體受到的阻力。為了簡化起見,我們現在只分析宇航員在空間站外面開槍,子彈在外太空的運動情況。

首先我們遇到的問題可能是“太空中沒有氧氣,如何引爆子彈?”其實,手槍的火藥裡面有氧化劑,不需要外界的氧氣,在真空狀態下開槍毫無壓力╮(╯▽╰)╭

這時,我們可以將手槍看成一個微小型的火箭,手槍的槍托為發射臺。子彈從手槍中發射之後,進入太空運行。這裡要考慮,子彈相對於空間站發射的運動方位。根據速度合成關係,順著空間站軌道運行方向運動時,子彈的絕對運動速度最大,而逆著空間站軌道運行方向時,子彈的絕對運動速度最小。

大家可以再想象一下,在公交車上扔蘋果。如果順著公交車運動的方向扔,在地面上觀察到的是蘋果運動的絕對速度大,運動距離遠。如果逆著公交車運動的方向扔,在地面上觀察到的是蘋果運動的絕對速度小,運動距離近。

我們說的這個絕對速度是在慣性空間中相對於地球球心的速度。知道這個絕對速度有什麼意義呢? 知道這個速度,我們就可以計算子彈在慣性空間中的運動軌跡了。

我們知道,在慣性空間中,空間站繞著地球球心運動,他的運動軌道是高度為360km的圓軌道。如果宇航員使用的手槍是俄羅斯的TP-82。這把手槍的主要參數如下,這裡的發射距離都是在地球上測得值。

我們假設宇航員發射的是5.45X39mm的槍彈。這個子彈在地面上的有效射程為200m,這裡假設子彈沒有受到空氣阻力。假設射擊高度為1.5m,為平均身高。

通過計算可以得到,子彈順著空間站的運行軌道發射,它的運行軌道高度將變高,成為一個橢圓軌道。上圖中黃色軌道為空間站運行的軌道,紅色為順行發射子彈運行的軌道。而子彈逆著空間站運行軌道發射時,它的運行軌道高度將變低,沒有過多久就將墜落到地球上。圖中的藍色軌道就是逆著空間站發射的子彈的運行軌道。

從圖中看出,子彈的發射威力還蠻大的,不可小覷哇。


ヾ( ̄▽ ̄)~以上~拿好不謝~


語宙

在太空中開槍,與在地球上開槍,差別是非常大的。

太空中沒有空氣阻力,理論上子彈可以飛很遠,一般情況下,子彈飛1光年都是可能的。

而在地球上,因為有稠密的大氣,所以子彈出膛以後的速度會迅速降低,子彈飛3公里以後基本上就是強弩之末了。

子彈受到的空氣阻力的大小是與空氣的密度成正比,與子彈的速度的平方成正比的。因此,如果我們知道空氣的密度,就可以列一個微分方程,把子彈能飛多遠給計算出來。

太空中如果存在其他的恆星,則恆星的引力會把子彈俘獲,這個時候子彈有可能圍繞恆星公轉,也可能是掉到恆星上。因此,在這些特殊情況下,子彈肯定飛不遠。

既然在太空中子彈飛得很遠,那麼在未來的太空戰中,是不是可以用手槍呢?其實,也是可以的,因為在太空中,一般的飛船具有比子彈大的多的速度,所以如果你朝飛船迎面打出一個子彈,子彈相對於對方飛船的速度是巨大的,因此一旦撞上飛船,子彈很容易擊穿敵方飛船的外殼。另一方面,在太空中,子彈是追不上飛船的,如果飛船在前面飛,你想從後面用手槍偷襲這個飛船,那麼是不可能的,因為飛船的速度大於子彈,子彈是追不上飛船的。

從上面的情況裡你也可以看出,在太空中,子彈的速度是很慢的。它能飛得遠,完全是依靠慣性運動,主要的原因就在於太空中的空氣密度極小,真空度很高。

在未來的太空戰中,手槍會被淘汰,人們一般使用激光槍。


作家張軒中

我們先考慮一個問題:在有阻尼的空間中,一個物體能飛多遠?

我們可以做一個不嚴格但定性的假設:碰到子彈的粒子,都是彈性碰撞,也就是說,相對於子彈來說,都以子彈的速度飛離。也就是說,每個粒子,都會獲得1/2 m v^2的能量,其中,m是子彈的質量,而v是子彈當時的速度。假設子彈的橫截面面積為S。那麼,在dt的極短時間裡,子彈速度可以看作不變,同時,有n*S*v*dt個粒子被擊中,並獲得能量。其中,n是粒子密度。

這樣,子彈的能量就會損失1/2*(m*n * S * v)*v^2 * dt. 也就是說,可以列出微分方程:

取第二個根(第一個根的能量在增加,不符合實際),可以認為,子彈無法在有限時間內停止(因為在第二個根中,不論t取多麼大的有限正值,其能量始終是正的)。但是這不要緊,其飛行距離仍然可能是有限的,也有可能是無限的,具體還是要看計算的結果。計算其飛行距離,有:

結果不收斂。也就是說,在不考慮恆星引力的情況下,子彈原則上可以一直飛行,而且距離可以無限遠。當然,這時理想情況,如果存在恆星或其他行星,則問題就大為不同,很可能子彈就會被其引力所俘獲,從而限制在一定範圍之內。說到這裡,就需要考慮「逃逸速度」了。其實一般的子彈是無法離開地球的,即使在太空射擊也是很難的,因為其速度一般只有一兩倍音速,相對於逃逸速度來說,還是太小。


章彥博


1、 絕大多數的槍支都能在太空中射擊,真空不會造成多大的影響。

2、槍支的類型不一樣,子彈的出膛初始速度也不一樣,如手槍的子彈初始速度為500米/秒 左右,狙擊槍子彈初始速度要高一點,可能達到每秒一千米以上。

答案是:“如果在太空中開槍,因為空氣阻力為零,在真空和沒有重力的影響下,子彈會沿著極穩定的直線彈道向前飛行,飛行過程中不會減速,而且速度會維持在子彈出膛那一刻的初始速度保持不變,就是說子彈初始速度是500米每秒,它就在太空中維持穩定的500米每秒的速度,1000米初始速度就會維持1000米”


但是這裡面滿足幾個條件才可以保持子彈維持初始速度的永遠向前飛行。

1、必須在遠離地球36000公里以外的地方開槍,他是地球同步軌道的遠點距離。低於此距離會被地球重力捕獲,使子彈成為與地球同步運行的衛星。

2、沒有在飛行途中碰到黑洞、大質量天體。遇到了可能會被其通過重力吸引並捕獲子彈,如果碰到黑洞就會掉進黑洞,並永遠的變成不可觀察的狀態。如果碰到大質量天體就會被該天體重力捕獲為繞是旋轉運行形態,就想它的一個小衛星一樣。



但是,這個但是是重點,雖然我們知道宇宙中各種星系密佈,感覺宇宙空間是密密麻麻的,但是如果從大尺度觀察宇宙,實際上太空是十分空曠的,各種天體的距離可以說離得非常之遠,所以子彈在恆速飛行中碰到別的物體的可能性為零,這樣看來你如果在地球同步軌道之外來一槍的話,子彈將永恆的飛行下去,直到宇宙的終結。

那麼打出子彈後,我們再來算一算它能飛到我們已知的可觀察的什麼地方

1、保持初始速度1000米的情況下,子彈將在190億年後飛出太陽系。

2、銀河系大概是10萬光年,飛出銀河系大概要190億年×10萬年後才能實現。


一墨一帆

第一部分@科學現象篇:

記得看過一部美國科幻片,講述的是一個人在太空中用槍射擊飛船!如果當飛船和人射出的子彈方向相反而且又是在一條線上的話,那麼是可以擊穿這艘飛船的,因為飛船和子彈的速度都很快,無論哪一方對於對方而言速度都是巨大的!反過來,這個人射出子彈想要去追對方的飛船,那麼這也是不可能的,因為飛船的速度可能要比子彈快得多,而且非常還可以任意改變方向!



第二部分@科學疑惑篇:

在地球上開一槍為什麼會停下來?在太空中開槍呢?會一直飛還是也會停下來呢?有科學依據嗎?



第三部分@科學解疑篇:

我們都知道在地球上,因為有空氣阻力的緣故,所以射出的子彈的速度會很快就慢下來,然後落下!最遠也就可能飛行3公里左右了!因為子彈所受到的空氣阻力的大小和空氣的密度是成正比的,和子彈的速度的平方成正比!所以這樣一來我們是可以算出在地球上子彈飛行的最遠距離的!

但是,現在問題是在太空中射出一顆子彈,那麼這就涉及到太空中的阻力了!太空中阻力很小很小,為什麼說很小很小呢?因為雖然不存在空氣的說法,但是有細小的太空微粒啊,比如塵埃等等,子彈與之摩擦還是會降低一些速度的!但是唯一不同的是飛行時間可以維持非常的久,如果附近沒有其它天體的話就不會被天體的吸引力給俘獲,從而落到其內部!當然,這種被俘獲的機率也是很小很小的,因為浩瀚宇宙,天體再大也足夠讓他們相距上千萬公里都不止!所以,子彈會一直飛行,很久之後會停下來,然後漂浮相對靜止的在宇宙中!至於能飛多遠,這個真的很不會算,也很難算出來!所以只能說很遠很遠,遠的你不敢想象!



第四部分@科學科普篇:

  • 外太空沒有空氣,更沒有風的存在!連聲音都無法傳播!
  • 1957年人造地球衛星發射成功;1961年載人衛星繞地球飛行;1962年發射金星探測器;1966年飛行器在月球表面軟著陸成功;1969年宇航員登上月球;1972年飛行器在金星軟著陸;1975年帶生物的飛行器在火星軟著陸;1977年飛行器飛掠過木星上空,然後之後飛離了太陽系!




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