1000倍光速也無法跨越銀河系?物理學博士怒批不懂裝懂

2020-05-22 木木的視頻報告

​在網上我們可以經常看到這樣的文章:人類被限制住了,即使達到光速的1000倍,也無法穿越銀河系。這些文章從理論上探討了銀河系的直徑和光速的關係,認為要靠1000倍光速穿越銀河系的時間已經超出人類的壽命了。他們還認為事實上人類無法超光速,因此就更不可能穿越銀河系了。但是,物理學博士郭先生對此怒批:「不懂裝懂,連物理都沒入門。理論上,我們是有方法可以不超光速穿越銀河系的。」這到底是怎麼實現的呢?


1000倍光速也無法跨越銀河系?物理學博士怒批不懂裝懂


如果你走得夠快,時間就會慢下來,你到達目的地的時間就少得驚人。銀河系的另一邊離我們大約10萬光年,所以光到那裡至少需要10萬年。然而,船上的時鐘運行速度較慢(從銀河系中任何「坐著不動」的人的角度來看),因此飛船及其上的所有東西可能要經歷遠低於10萬年的時間。

首先,當你讀到關於去遙遠的恆星旅行的文章時,你會經常聽到「恆定加速度驅動」,即火箭能夠在舒適的1g速度下一次加速數年。「1g」意味著火箭上的人會感受到相當於地球引力的加速度。然而,讓火箭在接近光速之前一直開著是完全不可能的。除了旅程的開始和結束期間火箭會進行點火加速,其它時間一般在軌道上滑行。例如,太空梭可能會在軌道上滑行數周,但主火箭只在前8分鐘時間內發射點火。最大的例外是離子驅動,但放屁產生的推力比離子驅動更大。


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為了跑得更快,火箭需要攜帶更多的燃料,這讓它變得更重,同時也需要更多燃料,於是就陷入了死循環。即使有了反物質燃料和光子驅動,你的飛船也需要13份燃料,才能達到光速的99%。

也就是說,如果你能以舒適的1g速度永遠加速,你就可以在20-25年的時間內穿越我們的星系。一半的路程出於加速狀態,另一半路程出於減速狀態,這樣就不會超光速了。根據銀河系中其他人的說法,你在整整10萬年中一直以接近光速巡航。順便說一句,這次旅行需要消耗的燃料是非常巨大的,燃料的質量大概是你飛船的105億倍。


1000倍光速也無法跨越銀河系?物理學博士怒批不懂裝懂


相對論是一門光滑的科學,長度收縮和時間膨脹是同一枚硬幣的兩面。雖然銀河系中的其他每個人都解釋說,由於飛船上的人在時間上移動的速度較慢,所以旅行時間非常短,但飛船上的人卻把這歸因於距離較短。

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  • 1000倍超光速快嗎?但科學家仍感到沮喪,因飛越銀河系需100年
    在現代物理學中,光是世界上速度最快一種神奇物質,在浩渺真空中,能以每秒299792458米速度前進,再也沒有誰比它更快了,光速也被科學界稱為是越級速度,一種無法超越的極限速度。但在最受歡迎兩部科幻電影《星球大戰》和《星際迷航》中,超乎想像場景將我們眼球帶進一個掌握超高科技的科幻世界,人類活動範圍不再只局限於地球和太陽系,足跡遍布整個銀河系。
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    今年的諾貝爾物理學獎一半頒給英國數學物理學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),一半由德國天體物理學家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和美國天文學家安德裡亞·格茲(Andrea Ghez)共同獲得,以表彰 Roger Penrose 在發現黑洞形成是廣義相對論的可靠預測方面做出的貢獻,以及 Reinhard Genzel 和 Andrea Ghez 在銀河系中心發現了一個超大質量緻密物體
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