人類探索了哪些「速度極限」嘗試「超光速」會對人類有什麼影響?

2020-12-13 快樂的大拇指

在相對論中愛因斯坦提出了光速是速度極限的猜想,這個猜想在實踐上和理論上都有待於進一步探討,但就目前所掌握的知識來看,這一理論似乎似乎是正確的。

光速就是宇宙中物體運動的最高速度。根據質量和能量的守恆,粒子的質量變能量能量多大速度多高,高根據著名的質能轉換公式e=MC2,E代表能量m代表的是質量c代表就是真空中光速的常量,當物體的運動速度達到光速的1/4的時候,那麼物體的質量將隨著速度的增加而增大,當物體的速度接近光速時它的質量將趨近於無窮大。

根據這一公式有質量的物體達到光速是不可能的,而光子的質量為零,所以光子整個質量以徹底變成能量,也就是說光子的能量已達到極限,那麼光子的速度也就達到了極限,這就是光速極限電磁波在真空中移動的速度也和光速相同,如果實現的理論是正確的話,那麼人類將永遠無法見到一艘達到光速的飛船,超光速旅行更是不可能的,這就限制了時間,激情和改變歷史的情況出現。

但是我們仍然可以通過一些手段來繞開這一關,速極限的規則達到超光速的目的,目的如果在寧靜的新戲中存在,文明,那麼考慮到生物都是有一定壽命的,你離地球最近的恆星半人馬座阿爾法星,即使是乘坐一艘達到0.99倍光速的飛船往返地球也需要8.4年,

傳說中的小灰人來自於雙星系距地球39光年往返也需要78年,而地球上的上古上古文明都提到了獵戶座往返地球則需要3000年,

這對於任何和一種不是以永生狀態存在的生物體來說都是不能容忍的,這說明一定有一種技術和理論可以繞開光速極限,達到遠距離旅行的目的。

人類目前製造的最快的飛機是美國拉薩的x43a超高音速無人偵察機,使用的是超高音速衝壓發動機,2004年以一架改裝過的b52轟炸機攜帶著飛馬坐火箭飛到了一萬兩千米的高空釋放飛馬座火箭,火箭加速到音速然後的釋放x43a偵察機在最後的衝刺階段x43a達到了9.8馬赫的速度,相當於相當於11000公裡每小時,這是人類在大氣層內速度最高的飛機,

這一速度只需要六分鐘就可以從北京飛到上海,只需要四分鐘就可以從上海飛到臺北。

1969年,阿波羅十號月球飛船返回地球在返回大氣層的時候加速到了四萬公裡每小時,換算下來相當於11公裡每秒,這是人類有史以來載人飛船的最高速,而三名太空人斯塔福德,約翰楊尤金塞爾南成為了史上最快的男人,依照這個速度去拜訪小灰人的故鄉,需要156萬年。

1977年發射的旅行者一號目前的速度是17公裡每秒,相當於68000公裡每小時,至今已經飛了200多億公裡,是人類飛行距離最遠的飛行器,

2018年為了研究太陽風而發射的帕克太陽探測器最高速度達到95公裡每秒,也就是38萬公裡每小時,這是人類目前為止速度最快的飛行器,而這個速度只達到了光速的0.0003%,如果是使用火箭燃料的飛行器,想要飛得越快,需要添加更多的燃料假設有一艘40噸的飛船,隨著不斷增加的速度根據質能轉換公式將飛船加速到光速需要的能量是無窮大,就算把整個宇宙的能量全部用來給這艘飛船加速,也無法讓其達到光速,這本生就是不可能的事情。

普通火箭是在引擎燃料室的密閉空間裡燃燒液氧和液氫來釋放燃料中儲存的化學能使得氣體以高速度噴出,但是化學燃料存在推進上限,要達到哪怕光速的百分之0.01都不可能,那麼,提高飛船速度的方法就是尋找更有效率的燃料來驅動飛船,

離子引擎就是一種完全不需要燃燒的發動機,是從原子中抽出一些墊子來使中性氣體電離產生一團正離子,而這個燃料就是氙氣,

一些比較亮的汽車大燈使用的就是氙氣大燈,就是將燈泡中的氙氣電離形成電弧放電,並使之穩定發光,因為是氣體燃料,那麼飛船就可以攜帶較少的原料來達到較高的動力,要知道。化學燃料火箭的燃料一般要佔到火箭質量的90%以上,

1998年美國NASA發射的深空一號探測器就使用了氙氣作燃料的離子發動機雖然發動機的功率相對較低,但是在真空中還是達到了三萬米每秒的速度達到了11.5公裡每秒,所以反響巨大,這是第一次將離子發動機投入。

離子發動機和傳統化學燃料發動機相比的缺點是它不能像化學燃料一樣一瞬間爆發出巨大的推理,他需要利用幾個月甚至是幾年來不斷加速,達到一個非常驚人的速度,歐洲航天局測試了一種新型的離子發動機裝填的飛船質量90%的燃料最終達到了700公裡每秒的速度,相當於光速度0.002%,

這又進一步接近了光速,很多科幻電影中一些酷炫的太空船尾部發動機噴出了一團幽藍色的光,就是使用了離子發動機。更快的速度,可以通過一種叫做太陽帆的飛船實現,就是利用一大塊鍍金材料接收太陽風的光壓,因為太陽發出的光像波也是一種微小的固體粒子,即光子。就像在大海中帆船使用的海風吹動風帆一樣,當光子撞擊光滑的表面上時,就會反彈回來,並且給撞擊物體以相應的作用力,但是單個光子所產生的推理及其微小,

在地球到太陽的距離上光在一平方米,太陽帆上產生的推力只有0.9答因,還不到一隻螞蟻的重量,因此這個太陽帆就要造得非常大。如果帆的表面積是一公裡乘以一公裡,也就是一平方公裡,那麼這個太陽帆飛船依靠太陽風的動力,在第一天的速度是160公裡每小時和離子發動機一樣,只要時間夠長就可以產生非常驚人的速度,一年以後就可以達到58000公裡每小時,

由於太陽風可以到達的距離非常遠,所以歐航局的科學家估計太陽帆飛船最終可以加速到75000公裡每秒,也就是光速的25%。而太陽帆還可以用作對抗撞向地球的小行星或者隕石,如果能夠提早發現,即將飛來了隕石,就可以提前把太陽帆飛船降落在隕石上,這樣就可以給隕石不斷加速或者減速,讓其遠離地球,

太陽帆飛船的大規模應用將是0級文明跨越到1級文明的標誌性特徵。即使是可以達到光速的1/4的太陽帆飛船離真正超越光速,還有一個外星人的距離,我們的設想一下,如果光速真的是宇宙的終極速度是自然法則,那麼人類即使窮盡所有,也無法造出超越光速的飛船,但是或許在未來有很多方法可以繞開這種限制打到超光速的目的。狹義相對論告訴我們飛船飛的越快,就需要越多的能量,當飛船接近光速時,加速的能量就會增長到無窮大,同時飛船的質量也會無窮大,進而無法提速,這個光束限制,就好像是有一種聲音告訴我們,到此為止,不能再往前了。

但是愛因斯坦的解決方法非常巧妙,在他的狹義相對論中空間是平的。但是他同時認為空間是可以彎曲的,這就是廣義相對論這一理論,很快就有對太陽系的高精度天文觀測所證實了時空本身就是可以被摺疊和壓縮的,質量足夠大的恆星可以彎曲周圍的空間,就像一張具有彈性的布,

當他是一個平面時,放下一個很重的球,這個球就會陷進去,這個和空間彎曲的表現非常類似。是在太陽系因為太陽對周圍空間的彎曲,讓這些小球也就是八大行星,被定格在太陽周圍的彎曲空間內,這也就是為什麼行星會圍繞的恆星旋轉的原因,基於建議理論基礎,1994年墨西哥的物理學家米格爾阿庫別瑞發表了一篇論文,詳細描述了如何利用廣義相對論進行時空扭曲,就是所謂的曲速引擎也叫。阿庫別瑞引擎,這是一種通過彎曲時空來實現超光速旅行的方式,而在60年代,著名的科幻劇「星際迷航」中就已經將這種技術引擎作為太空船的標配發動機了,

曲速引擎飛船使用的是一種可以扭曲時空的神秘物質,激活這種物質。其吸引力壓縮飛船前方的時空,並將時空拖到飛船後方,並不是飛船本身本身超越了光速限制,而是時空本身在飛船周圍移動,而且飛船啟動的時候看起來就像在一個泡泡中,而人在飛船裡是不會受到任何引力的影響的,也就是一點感覺都沒有了,在飛船的前方可以看到所有的星星都不拉伸成了一條線,而在飛船的後面,這什麼都看到。一片漆黑,根據引力作用的不同,非常可以光速超光速十倍甚至是幾十倍的速度到達目的地地,擁有這種引擎,到達幾百光年以外的地方都成為了可能,我們到小灰人的家鄉去串門,就像從你家客廳走到廁所一樣簡單,

當然小灰人可能就是這麼做的,比如去探索曲速引擎需要的神秘物質,他們發現,這種物質需要具有負壓強和負能量,這樣的物質實在是太奇怪了和目前已知的物質屬性都完全不同,所以物理學家把這種理論上存在的物質叫做奇異物質,它可能存在於中子星或者是黑洞的內部,因為這種星體的巨大引力會極度扭曲,周圍的空間甚至科學家認為,在宇宙中還存在於一種全部由奇異物質組成的夸克星,

2013年北京質譜儀BES3與日本KEK的Belle團隊發現了ZC(3900)夸克能,ZC(3900)如果確認成立,其意義是十分重大,將正式確立多夸克態物理的成立,這樣就會誕生一整門新的物理學夸克星是極有可能存在,那麼這種奇異物質的獲取就成為了可能。曲速引擎將變成現實。

而在實驗室裡合成奇異物質要比合成反物質還要困難的多,而窮盡,整個地球的資源也可能只能合成幾個原子級別的,奇異物質,而通過計算,要建造一艘超越光速一倍的曲速飛船所需要的奇異物質總量,相當於整個太陽質量的1/3,

這根本就不是目前的人類所能做到的事情,而在星際迷航中企業號的服役是是2151年也就是100多年以後,很顯然,20世紀60年代的編劇,對於奇異物質的力量,一無所知,也許在未來,我們可以換一種思路,我們發明發明超越光速的飛船,也就是為了讓自己能夠快速到某地方,但是對我們的身體和飛船本身來說,任何質量大於光子的東西,加速到光速都是不可能的,但是如果我們最終能夠搞清楚。意識是什麼?它是一種能量,還是一種物質,還是一種波,如果他是一種波,並且還可以一種方式脫離物質而單獨存在,那麼把這種波加速到超光速就是可能的。

也許在未來等技術成熟以後啊,我們在家足不出戶就可以遨遊整個宇宙,甚至是回到過去或者未來,但是這一切都需要我們真正搞明白意識是怎麼一回事,這樣看來,研究意識比研究超光速要簡單的多,等到真正實現這一切,也就是四級文明以後的事情了

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