光速,還能摧毀恆星?
武俠小說中總有這樣的話:「天下武功,唯快不破」,這句話在物理學中同樣適用,只要物體夠快,它就是無敵的存在。愛因斯坦的相對論的提出證實了這一點。只要物體的速度足夠快,哪怕質量很小也很容易摧毀一顆恆星和一個星系。
愛因斯坦相對論的觀點是什麼?
愛因斯坦相對論指出當一個物體的速度接近光速時,其能量也在增加。當無限接近光速時,物體的能量也可以達到無窮大。假如一顆子彈以光速撞擊地球,那么子彈也能夠摧毀整個地球。甚至像太陽這樣的恆星也會在光速的衝擊下崩潰成碎片。在《三體》中摧毀恆星的就是這樣的「光粒」打擊。
光速究竟有多快?一光年究竟有多遠?
光速約為每秒30萬公裡。光年則是9.46萬億公裡。
在天文學領域,光年是距離單位,而不是速度單位。它指的是光子在宇宙中以光速傳播一年的距離。通過計算,我們可以得到大約9.46萬億公裡的光年距離。這是一個我們無法想像的距離,因為地球的直徑只有12800公裡。
現如今人類最快的飛船飛行一光年需要多久?
最快的飛船是旅行者一號,每秒16公裡,每年飛行5.04576億公裡,飛行一光年的距離需要18748.4年。需要飛行近兩萬年。
在目前的人類宇宙飛船中,最快的是美國宇航局在1977年發射的旅行者1號。利用了重力彈弓加速後,現在的速度已經達到每秒17公裡。距離發射至今旅行者一號以這種速度航行了43年,航行了211億公裡。
人類離最近的恆星系統有多遠?距離銀河系邊界呢?距離宇宙的邊界呢?
最近的恆星系統比距離地球4.2光年。目前人類宇航器的速度還需要飛行接近8萬年才能到達。然後這僅僅是只是宇宙中極其微小的一塊。
銀河系統的直徑為100,000光年,光從銀河的一端直射到另一端需要100,000年。銀河系統只是宇宙中眾多星系中的一個。沒有人知道整個宇宙有多大。我們只知道人類目前可觀測的範圍是930億光年,這個範圍可能只是整個宇宙的冰山一角。
通過以上問題,我相信每個人都能明白人類在宇宙中是多麼渺小。面對宇宙,我們引以為豪的技術是那麼薄弱。在人類現有的科學認知中,光速是速度的極限,任何物體的速度都不能超過光速。如果航天飛行的速度限制限於光速,那麼人類將永遠無法探索整個銀河系統和整個宇宙。人類將永遠被束縛在銀河系統的一角。
如果人類在未來不能繼續向宇宙深處擴張,等待人類文明的命運將是末日。因為我們缺少資源。我們的生存和發展現在依賴於地球有限的資源。一旦地球資源耗盡,人類生存和發展所需的資源需要在宇宙中開採。雖然宇宙的資源是無限的,但人類可利用的資源是有限的。隨著人類科學技術的飛速發展,對資源的需求將會越來越大,而太陽系的資源在將來會無法滿足人類的需求。
當太陽系資源耗盡時,需要尋找太陽系以外的資源。如果受光速的限制,我們探索的領域將被局限。人類的生存將陷入巨大的困境,並可能最終消失在宇宙的長河中。為了人類文明的延續,我們需要宇宙的無限資源。要把整個宇宙當作資源來開採,我們需要超越光速的手段,科學家們認為可以利用太空力量。如果一個物體沒有質量那麼是否有可能打破光速限制?
通過大量的宇宙觀測和研究,科學家們發現宇宙中存在一些超光速現象,其中最明顯的是宇宙的膨脹速度。各種觀察和研究告訴我們,宇宙的膨脹速度遠遠快於光速。為什麼宇宙的膨脹速度會超過光速?原因是空間沒有質量。它不受光速的限制,並且可以無限增加速度。如果能夠利用空間的這一屬性,自然可以讓宇宙飛船在空間的驅動下突破速度限制。不管是如何利用,這也是為人類未來科技的進步提出一個方向,雖然不知道人類什麼時候才能實現。我們期待著這一天。