木衛(wèi)二上水的虹吸

假如在木衛(wèi)二上的海洋和地球上的海洋之間建造一個(gè)虹吸裝置，會(huì)怎樣呢？建成后，它會(huì)流動(dòng)嗎？（我們有個(gè)點(diǎn)子，想瓶裝木衛(wèi)二上的水，然后出售。）

不會(huì)，但我很喜歡你后面說(shuō)的那個(gè)點(diǎn)子。

虹吸管很是奇妙——它能僅用一根管子和重力，就把水泵上來(lái)并越過(guò)障礙物。你能用它泵空一個(gè)游泳池里的水，或是填滿各種奇形怪狀的容器，或是解決許多與此類似的麻煩。

乍一看這一點(diǎn)可能并不明顯，但事實(shí)上虹吸是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)。回答木衛(wèi)二的那個(gè)問(wèn)題之前，這有助于我們搞清楚虹吸的原理。

如果有一根填滿水的管子，把它兩端朝下，重力會(huì)試圖把水往下拉，水就會(huì)從管子的兩端流出來(lái)。一旦水開(kāi)始往外流，管子的中部會(huì)形成真空，因?yàn)榭諝鉄o(wú)法進(jìn)去填補(bǔ)出現(xiàn)的空隙。水管兩端朝下，形成兩列水柱，每一列水柱都是一端真空，另一端是空氣，這就意味著，水最終還是會(huì)被推回到管子中去。

其實(shí)，根本不會(huì)發(fā)生這種事。大氣壓一開(kāi)始就會(huì)阻止真空的形成，從始至終水都在管子里。至少，它是完全平衡的。

如果一端的水柱比另一端稍低，那一側(cè)的水柱就會(huì)比另一側(cè)的水柱更用力地向下擠壓空氣。這種不平衡導(dǎo)致水的“傾斜”，導(dǎo)致它從較重的一端跑出來(lái)。

要想虹吸一些東西，你可以繼續(xù)往水柱較高的那端注入更多的水。只要水的表面比水流出來(lái)的地方高，虹吸就會(huì)一直作用。

如果水柱的高度超過(guò)10米（大約兩只長(zhǎng)頸鹿那么高），水的重量產(chǎn)生的壓力就會(huì)大到地球大氣壓無(wú)法抵消的程度。這樣一來(lái)，水就會(huì)從兩端流出，并在管子中部形成真空。這就意味著，在地球表面，用虹吸的方式是無(wú)法使水越過(guò)一個(gè)高于10米的障礙的。在美國(guó)丹佛，由于大氣壓更低，虹吸的高度極限是5.5米。從理論上來(lái)說(shuō)，在真空中，虹吸根本不可能發(fā)生。

木衛(wèi)二幾乎沒(méi)有大氣層，所以不可能有很強(qiáng)的虹吸效應(yīng)。而且通常你也不可能把水運(yùn)出一顆行星的大氣。一個(gè)幾千米高的空氣柱，也只能推得動(dòng)10米高的水柱。由于水比空氣密度大，所以水的體積更小。只要上部的東西密度比下部的液體密度小，你就無(wú)法利用虹吸，把下部的液體吸到上部的東西之上。

即使有很強(qiáng)的氣壓，從木衛(wèi)二表面泵水還需要做一些工作。木衛(wèi)二上的重力比地球上的弱，這就意味著在木衛(wèi)二上舉起一定重量的東西要比在地球上舉起它們更省力，不過(guò)這依舊不輕松。“掙脫木衛(wèi)二的引力”所需的能量，相當(dāng)于在地球引力下達(dá)到209千米高。（相較之下，要掙脫地球引力，大約需要6379千米。）

一旦你將水帶出了木衛(wèi)二引力作用的范圍，你還要將這些水帶離木星引力的作用范圍，這個(gè)范圍就要大得多了。然后，你需要做一些工作來(lái)把這些水送到能攔截地球的軌道上。從能量角度而言，完成整個(gè)任務(wù)所需的能量，相當(dāng)于在地球引力下把水舉到2500千米的高空。

你可以以7千米/秒的速度，把水從木衛(wèi)二表面發(fā)射到地球。方便的是，木衛(wèi)二表面沒(méi)有大氣層，你不需要火箭這類東西就可以把水帶入太空。你可以用更簡(jiǎn)單的工具直接發(fā)射，比如用線圈炮。

當(dāng)水到達(dá)地球時(shí)，可以使用大氣制動(dòng)剎車(chē)減速，已經(jīng)裝瓶的水可以一個(gè)個(gè)直接被投遞到目的地。送貨時(shí)間是一個(gè)棘手的問(wèn)題，當(dāng)然，一旦你按時(shí)送到了，那一定是令人印象深刻的。另外，你完全可以參與一部分亞馬孫無(wú)人機(jī)投送物資的計(jì)劃。

按照目前的電價(jià)，這款產(chǎn)品每瓶的發(fā)射費(fèi)用至少需要50美分。你還要考慮到，木衛(wèi)二上的電費(fèi)可比地球上的電費(fèi)貴一些，而且，委婉地說(shuō)，在木衛(wèi)二上建立凈化工廠和裝瓶流水線并不便宜。

總而言之，每瓶水都要收取相當(dāng)大的一筆費(fèi)用，才能收回整個(gè)操作過(guò)程中的支出。如果最后證明木衛(wèi)二上的水?dāng)y帶有某種怪異的外星病原體，那么你很可能會(huì)意外地殺了你的所有顧客。這樣聽(tīng)起來(lái)，你的這個(gè)計(jì)劃非常不切實(shí)際且不具有可操作性，而且，這一切似乎毫無(wú)意義。水就是水。只要你將木衛(wèi)二上的水凈化到可以飲用的程度，那它就和地球上的水沒(méi)什么區(qū)別。另一方面，我們沒(méi)有理由穿過(guò)大半個(gè)地球把斐濟(jì)的水運(yùn)來(lái)。但誰(shuí)知道呢，會(huì)許通過(guò)某些市場(chǎng)營(yíng)銷，這個(gè)點(diǎn)子就可以奏效了。