光速還能摧毀恆星?光速究竟有多快,一光年又有多遠?

2020-12-04 白熊的繁華琉璃藍縷

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。

相關焦點

  • 一光年有多遠?人類最快的飛船需要多久才能走完一光年?
    在物理界有這樣的一個真理:速度為王。只要物體的速度足夠快,它就是王者,就是無敵的存在。可能很多人對些不以為然,認為速度再快還能夠將地球毀滅了?可是等到愛因斯坦的相對論提出之後,很多人沉默了,只要物體的速度快,不要說毀滅一個行星,就是毀滅一顆恆星,毀滅一個星系都可以輕鬆做到。
  • 一光年到底有多遠?是光速跑了365天的距離,這樣說你就少算了
    米,以這樣的速度奔跑了一年,可想而知這個距離有多遠。那麼作為一個長度單位,一光年的距離是多遠呢?其實我們完全可以自己計算一下,只要知道一年的時間,把其細分成秒數,乘以光的秒速,就能得出一光年的距離了。一般認為一年的時間是365天,我們以光速每秒行走29.98萬千米來算,可以得出如下的算式和數據:29.98×60×60×24×365=945449280萬千米,但是曆法和天文學上所用的紀年方式是回歸年和恆星年,那麼我們以多出六個小時來計算
  • 一光年有多遠?光速前往冥王星要5.5小時,探測器飛越太陽要2萬年
    對現階段的人類文明而言,一光年意味著什麼?我們最快的常見交通工具是飛機,一般民航飛機的時速為900公裡,但是光速卻是30萬千米/秒。也就是說,光線飛行一秒的距離,一架民航飛機大約需要連續飛行14天。如此遙遠的距離,一束光只需要不到20個小時就能到達。從這個數據大夥就能看出,一光年到底有多遠,旅行者1號需要連續飛行大約20000年才能飛1光年遠,而我們太陽引力統治範圍的半徑就大約是1光年,這意味著旅行者1號要飛行20000年才能飛出太陽系。
  • 一光年有多遠?光速前往冥王星要5.5小時,探測器飛越太陽要2萬年
    對現階段的人類文明而言,一光年意味著什麼?我們最快的常見交通工具是飛機,一般民航飛機的時速為900公裡,但是光速卻是30萬千米/秒。也就是說,光線飛行一秒的距離,一架民航飛機大約需要連續飛行14天。海王星是八大行星裡軌道半徑最大的一顆,它到太陽的平均距離約為45億千米,一束光從太陽出發,要連續飛行4個多小時才能到達海王星。
  • 1光年究竟有多遠?步行1光年要多久?
    遙望深邃的星空,我們想知道這些星星離地球有多遠。日常生活中,有許多的長度單位,例如,釐米、米、千米,但這些長度單位太小了,用於表示天體的距離很不方便,需要用到天文學中的長度單位。太陽系外的天體離地球更遙遠,從地球到宇宙中的其他恆星,即便用天文單位來表示距離也顯得太小了,我們就需要用到還要更大的長度單位——光年。
  • 1光年究竟有多遠?步行1光年要多久?
    現在城市發展的速度越來越快,但城市汙染也日益嚴重,霧霾天氣也變得十分常見,想要在城市裡觀星顯得有點「奢侈」。但在觀測條件較好情況下,我們用肉眼就能看到星空中的點點繁星。遙望深邃的星空,我們想知道這些星星離地球有多遠。
  • 光速並非不可超越,這些速度就比光速快!
    而且愛因斯坦還推測,光速是宇宙中最快的速度。甚至有科學家曾說:光在宇宙中像蝸牛一樣爬行!於是便有科學家猜測,光速真的是宇宙最快的速度嗎?雖然愛因斯坦相對論中描述光速是宇宙中最快的速度,但根據現代科學家們的研究,還是有一些速度能夠超過光速的!
  • 一光年到底有多遠?
    一光年到底有多遠?宇宙對我們地球上每個居民來說是廣闊無窮的,渺小的人類處於茫茫的宇宙之中如一粒米般的大小,以宇宙中的各種天體作為參照物來看人類完全是微不足道的。我們都想知道宇宙有多大,要使用我們地球上的衡量單位去計算,我們是無論如何也算不出來的,所以宇宙的大小我們也是完全不可估量的,因為我們拿錯尺子了。拿著地球的尺子去宇宙測量天體,當然錯了。
  • 人的眼光超光速了嗎?為什麼一抬頭就能看到幾百光年外的恆星?
    有人問:人的眼光是不是超光速了,為什麼一抬頭就能看到幾百光年外的恆星?有兩個所謂的超光速是最為人所津津樂道的,一個就是人的眼光超光速,一個是人的思維超光速。眼光超光速就是題主所說,一抬眼就看到數百光年外的恆星了;思維超光速則是一下子就想到數百光年外的恆星,乃至宇宙邊緣了。
  • 光速旅行一年到底有多遠?
    與此同時對電磁學和遙遠恆星的持續研究使科學家們推斷光的速度是什麼,而且它是最快的速度。   (圖注1)圖顯示了光在太陽和地球之間的傳播距離。圖片:Wikipedia Commons/Brews ohare    光的速度:   數個世紀以來計算光速一直是科學家們的當務之急。
  • 光速到底有多快?-光速,愛因斯坦,物理, ——快科技(驅動之家旗下...
    幾乎一個世紀,愛因斯坦無論是狹義相對論還是廣義相對論都經受住了無數實驗驗證,並且用來解釋一系列物理過程,甚至包括宇宙的起源。然而從上世紀 90 年代末開始,許多物理學家開始挑戰狹義相對論。他們要做的,就是拆毀其兩大支柱的其中之一 —— 光速並非不變,它過去比現在更快。
  • 既然光速最快,天文學家如何知道星系在百億光年外?
    每當發現新的天體或者天文事件時,天文學家總會告訴我們這個天體離地球有多少光年。既然光速是已知最快的速度,那麼,天文學家如何在短時間內知道天體離地球有多少千光年,多少百萬光年,甚至多少億光年呢?對於遙遠的太陽系外天體,我們不可能向那些天體發射光,比如無線電波,然後等待光反射回來,再通過時間差來算出天體的距離。
  • 一個質量點可以摧毀一顆恆星?當物體以光速運動,威力有多大?
    那麼什麼樣的速度才叫快呢?當然是光速,光速是宇宙間最快的速度,是宇宙最基本的物理法則。那麼如果假設一個有質量的物體達到了光速,那又會怎麼樣呢?那麼這個物體將會具有無與倫比的威力。在《三體》之中,一個小小的質量點之所以能夠摧毀一整個恆星系,奧秘就在於這個質量點是以光速運動的。為什麼有質量的物體在以光速運動的時候會產生如此巨大的威力呢?要解答這個問題,我們先要明白為什麼在現實世界中,有質量的物體無法達到光速。
  • 一個質量點可以摧毀一顆恆星?當物體以光速運動,威力有多大?
    那麼什麼樣的速度才叫快呢?當然是光速,光速是宇宙間最快的速度,是宇宙最基本的物理法則。任何有質量的物體無法達到光速,而如光子一般沒有質量的物體則只能以光速運行。那麼如果假設一個有質量的物體達到了光速,那又會怎麼樣呢?那麼這個物體將會具有無以倫比的威力。
  • 一光年有多遠?步行需要2.25億年!從恐龍誕生走到今天!
    一光年指的是光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時間的距離。那麼一光年到底有多遠呢?光速約為每秒30萬千米,1光年約為94605億千米.火箭的速度每秒4.5千米,大概也需要3萬年才能走到。最快的美國X-43飛機,速度達到每小時1萬千米,一光年也需要108000年才能飛到。
  • 光速速度有多快?如果我們以光速飛行,離開太陽系需要多久呢?
    相信大家都聽說過光速,那你能想像以光速前進嗎。單獨說詞好像很抽象,給大家舉個例子,以光速前進,你可以在一秒鐘內前進三十萬公裡,相當於可以讓地球轉七圈半的距離。在講問題之前,我們先了解一下光速到底有多快?光在完美真空中的行進速度,可以達到每小時10億公裡,以光速來探索太空。
  • 光的速度究竟有多快?帶你感受一次光速之旅!
    說起光速相信我們並不陌生,光速是目前人類發現的最快速度,那麼它的快究竟是一個什麼樣的概念呢?今天就帶大家來一次光速之旅 地球如果你擁有光速,那麼首先地球已經滿足不了你了,因為光速一秒鐘就可以繞地球七圈半,平均0.13秒一圈,所以這個速度你完全可以開啟你的太空之旅了
  • 光速並非宇宙之最,有比光速還要快的兩種物體,它們究竟是什麼?
    愛因斯坦也認為穿越時空不可能實現,但是我們目前要做的便是穿越光速,一旦做到了,這就可以實現宇宙翱翔。我們人類一旦超過光速,時間甚至停止,這就可能讓我們穿越到過去,不過超越光速的可能性很小,只能無限接近於光速。我們都認為光速是世界上最快的物質,沒有任何物體可以超越。其實除了光速,還有兩種比光速還要快的速度,超過光速的究竟還有什麼物質呢?第一個就是宇宙膨脹速度。
  • 光速恆定這一事實,對探索宇宙非常有幫助!
    那是因為聲速大約是每秒343米,光速c接近300000千米/秒——快到你的眼睛都看不見反射,但是在太空中,星雲直徑可達數光年,天文學家可以看到光穿過氣體雲和塵埃雲,這是強大的耀斑和超新星回聲。既然知道光速有多快,就可以檢測到無線電脈衝從物體上反彈回來,然後用它計算出所有物體離你有多遠。在地球上,雷達用於船隻和飛機導航,以及天氣跟蹤等。但是天文學家使用雷達來找到行星的距離,並繪製出小行星的表面情況。
  • 黑洞的自轉有多快?最快的接近光速!
    我們對這些看不見的、可怕的天體了解不多,但天文學家找到了一種研究它們神秘行為的新方法。通過觀察一顆被黑洞撕裂的恆星發出的X射線,一組研究人員能夠計算出黑洞旋轉的速度——以接近光速50%的速度計時。這標誌著天文學家首次使用X射線來計算其難以置信的速度,X射線每131秒繞黑洞運行一周。這項研究,可能有助於將黑洞的年齡與速度聯繫起來。