然而,在这波澜壮阔的宇宙背后,其实还有一个不容忽视的属性——距离。宇宙中那令人绝望的巨大距离尺度就像一条坚不可摧的锁链,紧紧锁定着人类的活动范围,这对人类文明来说是致命的。
因为人类活动范围内的资源并不是无限的,一旦这些供人类发展和生活的资源耗尽,迎接人类的只有灭绝。
这种残酷的现实当然引起了科学家们的关注,而能够打破这种局面的“超光速”自然成为了一定时期的研究热点。然而,在爱因斯坦提出相对论,证明光速无法超越之后,这种热情逐渐消退。但是这个结论显然不是所有人都能看懂的。一个问题仍然萦绕在人们的脑海中,那就是宇宙是真空的。为什么飞船不仅不能在真空中无限加速,甚至不能达到20%的光速呢?其实这背后的答案很吓人。
不过,在回答宇宙为什么不能无限加速之前,我们先来看后一个问题:飞行器达到光速的20%意味着什么。地球距离火星约0.55至4亿公里。如果飞船的速度达到光速的20%,那么0.55到4亿公里的距离可以在不到半小时的时间内飞完,也就是说一顿饭的费用功夫可以从地球飞出去去火星。
目前,人类飞行速度最快的是太阳探测器“帕克”,它的速度约为68.6km/s,在某些时间和地点,帕克的速度还可以达到惊人的192km/s。
不过就算帕克的最快速度是192km/s,跟20%的光速相比还是有巨大的差距,因为20%的光速是192km/s的三百多倍.
更何况,使用常规推进的航天器最快速度只能达到4500km/s,也就是光速的1.5%。一旦飞船达到20%的光速,就意味着远超这个上限,甚至比聚变推进的飞船还要快一倍以上。
而在可预见的范围内,人类根本无法掌握比核聚变推进更快的动力方式,也就是说,人类无法制造出20%光速的宇宙飞船。
那么如果未来我们有比核聚变更强大的力量,比如正负物质的湮灭,暗物质等等,这些都是目前比较火热的,是不是说飞船能达到20%光的速度?答案当然是否定的。
为了携带更多的燃料,现代火箭一般都设计成尽可能降低质量。但因为能级的限制,即使自身的质量已经降到最大,达到20%光速所需的飞船质量也是惊人的。
简单来说,想要携带更多的燃料,就需要很轻的箭体,而想要飞得更快,就需要增加箭体的质量,所以这几乎是一个死循环.
说完了速度,再来看基本的约束:真空度。很多人可能不知道,宇宙虽然是真空,但并不是绝对的真空。甚至从某种角度来看,宇宙也可以说不是真空。
因为在这个所谓的“真空”中,每时每刻都在发生着人类无法看到的变化,比如真空波动、正负粒子的湮灭等等。正是因为真空“异常的活泼”,充满了各种物质和物质变化,所以当飞船高速运动时,不可避免地会与这些物质产生巨大的摩擦和碰撞。这时候,一个小小的原子能就能对船体造成难以想象的破坏。
如果忽略各种阻碍飞船无限加速的力,而飞船的速度真的达到了光速,那么可怕的事情就会发生——包括飞船在内的一切都会被光子化。也就是成为一个时间为零、质量为零的光子,这个过程是不可逆的。
既然达到光速那么可怕,那么电影中如何达到光速甚至超光速飞行呢?难道这一切都是不可能的幻想吗?
答案当然是否定的,因为大部分影视作品中出现的光速甚至比光速飞行,跟上面讨论的光速飞行根本不是一回事.影视剧中的飞船几乎都有空间扭曲装置,所以它们的飞行原理几乎都是通过扭曲飞船前方的空间,扩大后方的空间来达到光速。这种方法被科学家称为“翘曲气泡”。》。
采用这种方法,飞船确实能够达到或超过光速,但并不是飞船本身达到了光速,而是飞船所在的空间达到了光速光。这并不与相对论冲突或矛盾,因为空间既没有一点质量。
总而言之,宇宙飞船不可能在宇宙中无限加速,但这就是让人害怕的地方,因为这在某种程度上预示着人类可能被一条无形的锁链永远锁在一个有限的空间里,最终慢慢消亡。
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