火爆波长 第18章 （土星环2）：轮辐

2029年10月，亮国金盛州

灵光号探测器抵近灵神星时发生事故，电气设备尽毁，项目失败。

达芙妮·布劳恩倾情投入，对灵神星充满好奇，换来的却是一个冷冰冰的结果。

迈克尔·麦克斯理解达芙妮的心情，太空探索耗时长，风险高，一个微小的失误或是某种无法预知的意外事件都可能导致失败。

迈克尔失败的次数连他自己都数不过来，但对于达芙妮来说，这毕竟是第一次。

因为工作的原因，迈克尔经常往返于萨州火箭城和设在金盛州的亮国航天局研究中心。

两天前，迈克尔和布劳恩教授去金盛州开会，他说服达芙妮同行，回母校去散散心。

达芙妮的母校是金盛州理工大学，该校与亮国航天局长期合作，培养了大批天文、航天人才。

玛莎作为无孔不入的记者，不知道从什么渠道了解到达芙妮·布劳恩的行程，两人约在一个露天咖啡馆喝下午茶，看似东拉西扯的闲聊之后，玛莎身体前倾，压低了声音问道：

“我听说，迈克尔去会见了哈路法王子，他跟你提起过吗？”

在得到了达芙妮肯定的回答之后，玛莎又问道：

“达芙妮，我亲爱的天文学博士，你能给我通俗地讲一下，迈克尔要在土卫二上面做什么样的实验吗？”

达芙妮知道迈克尔的艾斯贝公司发射了一个探测器，目标是土星的卫星土卫二，对外宣布的探测目的是研究土卫二冰壳下是否有存在生命的迹象。

她曾好奇地问过迈克尔，实验目的真的只是寻找生命迹象吗？迈克尔笑而不答，声称那是最高机密。

玛莎了解到迈克尔对达芙妮也在保密，惊讶之中流露出一丝失落，这反倒勾起了达芙妮的好奇心，玛莎在追问下说出了自己了解到的一些线索。

玛莎的一个线人是F国斯汝雷大学的研究员，他声称，亮国保密封存多年的尼古拉·特斯拉理论可以制造出超级能量源。

F国科研团队研究了太阳系内的所有天体结构，得出的结论是，土卫二是建造这个能量源的最佳实验场地。

达芙妮·布劳恩非常惊讶，恍惚间似乎又能从迈克尔以往的只言片语中得到印证。凭迈克尔的性格，他怎么可能只满足于憋闷在火星的胶囊里生存。

他对火星的内核、土壤下的水冰和火星南极的干冰都表示过极大的兴趣，难道他真的掌握了某种超级能量源的制造理论？

达芙妮在凝神思考之间，玛莎又抛出了一个令人吃惊的问句：

“达芙妮，我能感受到你深爱着迈克尔，你对他的爱有边界吗？换句话说，无论他做什么，你都会选择与他站在同一边吗？”

达芙妮一愣，抬头盯着玛莎，翘起下巴，好像在问，比如呢？

“比如迈克尔在土卫二上的装置有可能会炸毁土星环？”玛莎意味深长地说道。

“那怎么行？无论出于什么目的，任何人也没有权利破坏土星环。”达芙妮斩钉截铁地大声说道。

达芙妮·布劳恩的火星爆裂假说是在她上大学期间开始形成的，研究和搜集支持她假说的证据时，她关注过土星和它的卫星。

土星是气态行星，表面没有岩石，按照达芙妮的理论，土星当然不会爆裂。但是，土星的卫星数量却是太阳系行星中最多的。

目前已发现了土星有149颗卫星，而质量更大的木星也只有95颗。土星卫星数量比太阳系所有行星的卫星数量之和还多，土星这么多的卫星是从哪里来的呢？

迈克尔和布劳恩教授在金盛州航天研究中心参加一个研讨会，研究月球质量瘤实验的工程技术可行性。会议间歇，迈克尔对布劳恩教授解释了他的土卫二计划。

土卫二位于土星环靠外侧的E环之中，其半长轴为238000公里，土星半径为62000多公里。

如果在土卫二赤道建设基座，朝向土星发射一个小飞船，小飞船拖着足够长的碳纤维管与基座保持连接，调整小飞船的运行轨道，使其在距离土星表面1000公里处与土卫二角速度保持一致。

由于土卫二被土星潮汐锁定，土卫二赤道上的基座将始终正对土星中心点，保持不变。

“小飞船与基座之间的碳纤维管长约175000公里，大于超光**长，所以你才说土卫二是太阳系中最适合建设超光波电站的地点。”教授问道。

“土卫二不只是距离合适，最关键的是它与土星之间有土星环。”迈克尔答道，“碳纤维管接收超光波辐射后，自身发热，会使其正下方围绕土星转动的土星环中的水冰蒸发。”

迈克尔强调，位于土卫二内侧的土星环转速更高，发热的碳纤维管不会只把法线方向的冰块沿一条固定的直线溶解，而是在土星环高速旋转过程中均匀地吸收整个环盘上的水蒸汽，水珠凝结在碳纤维管周围，形成增加超光波电站功率所需的结构。

布劳恩教授凝神思考着迈克尔的计划，以他惯有的严谨态度说道：

“上次你在E先生面前说土星有超光波电站的天然支架，我当时就想到你指的是土星环。你的方案理论上是可行的，但从土星环中取水产生的风险还要认真计算和评估。”

布劳恩教授看着眼前这位充满智慧又异想天开的探险家心想，真是无巧不成书啊。

教授深入研究尼古拉·特斯拉的引力理论之后，除了月球质量瘤实验以外，他还设计了另一个巧妙的实验，他选择的实验地点正是土星环。

土星环分为多个环，从内侧的距土星几千公里到外侧的几十万公里，由微米到米级的冰粒组成，其厚度平均只有十米。

现有的主流理论是按照万有引力定律计算和预估土星环不同圈层的运动周期和速率的。

按照上述计算，土星环这个薄薄的“大盘子”不是按照一个整体环绕土星的，内侧的环受到的土星引力大，转速更快，而外侧的环受到的引力小，转速慢。

令人匪夷所思的尼古拉·特斯拉的引力理论认为不是这样的！

他认为，物体所受到的引力取决于它排开能量的强度，在理想引力场中，通常将引力事件抽象为一个中心质点吸引另一个环绕物体，比如土星及其卫星。

上述抽象中隐含着一个假定，环绕物体排开的能量强度全部来自于中心能量源的辐射，在这种情况下，尼古拉·特斯拉的能量引力和万有引力定律计算的结果完全相同。

但是，如果辐射源不只是一个中心点光源，除了点光源之外，还有一个亮亮的“盘子”，使得环绕物体既能接收到中心点光源的辐射，其强度随距离的平方递减，又能接收到临近环境物体的辐射，使得物体排开能量的强度是两项之和。

点光源之外的环境能量强度在万有引力理论框架中毫无影响，而特斯拉的引力理论却会使物体受到的引力变大。

上世纪70年代，同样是“亮盘子”的螺旋星系（银河系）被观测到一个“怪现象”，银河系靠近星盘边缘的恒星的环绕速度违反了万有引力定律，并不是离中心更近的恒星转速更快，而是它们的速度几乎相同。

比万有引力定律计算的速度更快，那就必定对应着更多未发现的质量，如果不修改万有引力定律，那就必须假设存在暗物质，为了补足理论与观测的速度差，假设的暗物质还必须是可见物质5-10倍之多。这就是暗物质假说的来历。

回到土星环问题上，1980年之前，土星环各圈的转动周期是按照万有引力定律来预估的，也就是内圈快，外圈慢。

因为土星环是细碎的冰块，在望远镜中很难分辨彼此，所以天文学家至今并不知道每一圈环的转动周期。

流浪者二号探测器观测到土星的B环上有大量的成片的结构，呈放射状，叫做“轮辐”。这个名字很形象，通俗地说，轮辐就是自行车轱辘的车条。

“轮辐”的结构跨越多圈土星环，沿法线（指向土星的垂直）方向分布，它的转动周期很容易辨识，令天文学家惊讶的是，“轮辐”的动力学机制违反了万有引力定律，它结构的外侧没有更慢，而是整体像车条一样具有几乎相同的角速度。

“解释力”超强的主流科学家，为了捍卫万有引力定律，想到了一种解释，轮辐不是附着在环上的，而是悬浮在环上。轮辐是内外速度一致的，但它下方的环是内快外慢的。

也就是轮辐和它下方的环各转各的，没有一致性，这样解释，就天才地保住了万有引力定律和暗物质假说。

谁对谁错呢？实验是检验真理的唯一标准嘛！

布劳恩教授的实验方案是，在土星环从外到内的不同圈环的法线方向播撒射频标记点，通过接收射频信号，确定每个圈环的周期和转速。

万有引力定律的预言：各个标记点，从内环到外环，周期变长，角速度变慢。

尼古拉·特斯拉的引力理论预言：这些从内到外的标记点角速度几乎相同。

如果特斯拉是对的，土星环轮辐这一违反万有引力定律的现象将会与银河系外侧恒星的异常表现完全相同。也就是说，如果特斯拉的预言是正确的，就没有必要引入暗物质假说了。

更有意思的是，明亮的环会比暗的环转速相对于理论计算更快，这种现象在银河系（以及其他星系）表现为明亮的悬臂中的恒星速度更快，观测结果支持上述预言，原理是明亮悬臂中的恒星受到的环境额外辐射强度更高，所以它的运动速度更快。

不同圈层环绕土星转动时，不是经典动力学预言的外慢里快，而是和已经观测到的土星B环的轮辐现象（以及银河系外侧）一样：不同圈环的角速度都相同！

土星环这“一片寒冰”就像一个整体的“车轮”同步转动，它们之间像是“固定”着一根根违反万有引力定律的自行车车条！

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压章集句诗：

霰落初疑集陨珠，宋，赵蕃

其间细大竞差殊。宋，陈普

机轮转侧谁能辨？宋，释正觉

一片寒冰出锻炉。明，朱多炡