话说孙悟空在灵台方寸山拜师学艺,菩提祖师传授他一个逃跑——不对,是出行的绝技:筋斗云。原著写得明明白白,"一个筋斗就有十万八千里路"。

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十万八千里,听着就让人腿软。但作为一个有追求的科普读者,你难道不好奇——这玩意儿到底有多快?

第一步:算一算

先做单位换算。古代一里约等于今天的500米,十万八千里就是:

108,000里 × 500米 = 54,000,000米 = 54,000公里

一个筋斗要翻多久?我们不需要严谨的空气动力学建模——你就自己原地翻一个试试。普通人大概需要1~2秒。大圣法力超群,算他1秒搞定吧。

那么筋斗云的巡航速度就是:

54,000公里/秒

什么概念?我们慢慢比。

第二步:比一比

高速公路上飙车:120公里/小时

孙悟空翻一个筋斗的功夫,你的车刚挪了33米——连一个车位都停不进去。

高铁:350公里/小时

复兴号全力飞驰,一个筋斗的时间里也就跑了97公里,大约从北京到保定。悟空已经坐在蟠桃宴上剥花生米了。

✈️ 民航客机:900公里/小时

从北京到上海要飞两小时。悟空?一个筋斗,连人带云已经绕地球一圈多了。

宇宙飞船:约7.9公里/秒(第一宇宙速度)

这是人类能达到的最高速度级别之一。空间站绕地球一圈要90分钟。悟空一个筋斗的时间,空间站才跑了不到500公里——大约相当于从北京到徐州。

第三步:开始离谱了

地球自转速度:约0.465公里/秒(赤道处)

没错,你此刻正坐在一颗以每秒465米旋转的球体上,只是你自己感觉不到。而筋斗云的速度,是地球自转的116倍。换句话说,如果悟空在赤道上沿着地球自转方向翻筋斗,他一天之内能绕地球转116圈。什么时差,什么倒头就睡,不存在的。

☀️ 地球绕太阳公转:约30公里/秒

地球老大哥带着我们全太阳系一路狂奔,每秒30公里,已经相当猛了。筋斗云的速度是公转速度的1800倍。悟空一个筋斗,地球在轨道上才挪了不到两万公里。

光速:300,000公里/秒

终于到天花板了。光一秒能跑30万公里,是筋斗云速度的5.5倍。所以严格来说,筋斗云虽然快,但还没快到能跟光掰手腕的地步。

不过——

第四步:事情开始变得有趣了

筋斗云的速度是光速的18% 。别小看这个数字。在物理学里,当你的速度超过光速的10%,一个叫做狭义相对论的东西就要开始搞事了。

什么意思呢?

时间膨胀:按照洛伦兹变换,以0.18倍光速飞行时,悟空的时间流逝速度大约是地面上神仙们的98.4% 。也就是说,悟空翻完一个筋斗,地面上已经过去了1.016秒——他每翻一次筋斗,就比地面上的人年轻了大约0.016秒。

别笑。如果悟空从东土大唐一路翻筋斗到西天(假设十万八千里),他实际上比唐僧年轻了一丢丢。这不就是另类的"天上一天,地上一年"吗?

长度收缩:在悟空的参考系里,那十万八千里的路,实际上缩短成了大约106,000里。他不仅飞得快,连路都变短了——这波属于双赢。

所以,筋斗云到底是什么?

物理学角度看,筋斗云的速度大约是54,000公里/秒,相当接近光速的量级。它比地球上所有人类交通工具都快了几万倍,比地球自转和公转都快了一到三个数量级,但离宇宙速度之王——光速——还差了5倍多。

然而,仅仅是这18%的光速,就足以让相对论效应现身。吴承恩在四百年前随手写下"一个筋斗十万八千里"的时候,大概不知道他无意间触碰了爱因斯坦的时空观。

当然,如果较真的话,筋斗云最大的物理难题不是速度,而是加速度。从0加速到54,000公里/秒,如果这个过程发生在1秒内,悟空承受的过载大约是550万个G。在这个加速度下,别说猴子了,原子都得被压成量子汤。

所以筋斗云真正的秘密,不是它有多快,而是大圣的身体为什么没有散架。

这个问题,我们留到下一期再聊。

下期预告:筋斗云瞬间加速550万G,孙悟空为什么没被压成量子汤?——从物理学角度聊聊大圣的"钢铁之躯"。