老虎|宇宙明明是真空,飞船为何不能无限加速,甚至20%光速都不行?( 二 )
可能有些朋友会想 , 在可预见的未来之外 , 如果人类掌握了比核聚变动力更强劲的动力 , 比如暗能量和暗物质 , 是不是就意味着能够到达20%光速了呢?就目前来看其实还是不行 。
因为为了携带更多的燃料、保持更大的续航 , 科学家们在设计火箭时都会尽可能地减少箭体本身的质量 , 但受限于能源等级 , 就算最大程度减少了箭体的质量 , 所需要的燃料数量和总质量也是难以预估的 。
如果说得通俗一些 , 携带更多燃料就意味着更轻的箭体 , 而更快的速度则需要更重的箭体 , 这其实是当下技术无法解决的死循环 。
事实上 , 除了能源等级和飞船材料之外 , 宇宙的环境也是限制飞船高速飞行的关键 。 提到宇宙可能许多会想到真空 , 但宇宙的真空可一点也不“空” 。
在宇宙的真空中 , 几乎每时每刻都有着肉眼不可见的变化 , 例如正反粒子湮灭、真空涨落等等 , 同时还有各种大大小小的粒子飘荡其中 。
就是由于宇宙真空一点不空 , 所以当飞船在其中飞行的时候 , 一定会跟其中的物质产生碰撞或摩擦 。 低速的时候这种碰撞和摩擦可能没有什么 , 可一旦来到了20%光速这种超高速 , 一粒平时落到身上都没有感觉甚至肉眼都无法直接看到的粉尘 , 都可能会让飞船瞬间解体 。
若我们抛去宇宙中各种阻碍飞船飞行的物质和力 , 飞船真的在其中达到了光速 , 那么或许将会发生一件极为恐怖的事情——光子化 。
根据部分科学家的研究 , 三维世界中所有有静止质量的物质都不可能达到光速 , 而一旦真的达到了光速 , 那么就会变成没有质量的光子 , 这个转化过程是无法逆转的 。
问题来了 , 光速飞行这么可怕 , 科幻电影中的光速和超光速飞行是怎么做到的呢?难度仅仅是存在于科幻电影中的想象?
其实并不是这样 , 因为科幻作品中出现的超光速飞行 , 和文中表述的超光速飞行有着本质上的区别 。
电影中超光速大多使用了“曲率飞行”或“曲速泡” 。 爱因斯坦在相对论中提出 , 宇宙空间并不是想象中的平坦 , 而是存在着曲率 。
如果将宇宙想象成一张巨大的膜 , 那么膜其实是弧形的 , 甚至膜可能就是一个类似肥皂泡的封闭空间 。 这就导致可能局部看起来是平直的 , 但其实曲率无处不在 。
所以有科学家提出 , 在宇宙中飞行的飞船 , 如果能够将其身后空间的曲率“熨平” , 前方曲率大的空间就会自然地将飞船拖拽过去 , 从而实现超光速运动 。
这种方法和相对论并不冲突 , 因为它改变的是飞船所处的空间 , 不是让飞船本身直接超越光速 , 而空间本身并不在相对论的限制范围内 。
【老虎|宇宙明明是真空,飞船为何不能无限加速,甚至20%光速都不行?】总的来说 , 即便人类掌握了更高级的动力方式 , 也无法让飞船宇宙中无限加速 , 而这也正是让人感到担忧和害怕之处 , 因为这意味着人类只能在一定的范围内活动 , 消亡将会是人类最终的结局 。
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