若達到光速,到4.22光年的比鄰星需要多長時間?理論上,瞬間到達

2020-05-12 大眼識珠

在浩瀚的宇宙中,星羅棋布,無數的恆星,離太陽最近的一顆恆星人們稱之為比鄰星,也是《流浪地球》的目的地三體星系。它位於半人馬座,離太陽4.22 光年,相當於399233億公裡,由此可見,宇宙之大,雖若比鄰也遠似天涯。就按要擺脫太陽引力需要的火箭速度每秒16.7公裡計算,人類要到達比鄰星至少要用7萬年時間。

若達到光速,到4.22光年的比鄰星需要多長時間?理論上,瞬間到達

若達到光速的話,我們完全可以實現星際旅行,而且是在我們有限的生命之內,甚至說可以瞬間到達。有的人可能會問不是4.22光年的距離,就是光也要走4年多嗎?怎麼我們到達光速,瞬間就可到達,這個不矛盾嗎?

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其實這麼理解也沒有錯,我們看著達到光速的飛船飛向4.22光年的比鄰星,時間的確是過了4.22年,但乘坐飛船的人,他的時間流逝已經完全不同於我們的時間了。他的時間要比我們慢得多,而且距離也不是4.22光年的距離了,距離也少了很多。這個其實就是愛因斯坦狹義相對論中的尺縮鍾慢效應。

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你別覺得它不可思議,這個理論已經得到實驗驗證。所以理論上達到光速的話,我們可以在很短的時間內到達宇宙任何地方。但是它也有一個問題,就是飛船內的人和飛船外的人時間是不同步的。意思就是說你去了幾光年或幾百萬光年遠的地方,再回到地球,你自己可能感覺只過了或許很短時間。但地球上已經過了幾年或幾百萬年。這就好比你穿越到了未來世界的,但這只是單向性的,你不可能再回到以前的世界。

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因為理論上是禁止存在閉合類時線的,也就說你不可能回到過去了。所以這樣的星際旅行,時間是不同等的。那這樣的星際旅行,顯然不是我們想要的,我們要那種既可以在有限的時間內到達宇宙各處,本來的世界還是原來的樣子,親人朋友幾乎變化不大的樣子。那麼,這就需要了解曲率航行了。

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理論上,曲率航行或者說曲速航行是完全是能夠實現的,這種驅動方式本身就是基於已有的物理學理論所提出來的。曲率航行是可以達到光速甚至還可以超越光速,這樣的星際旅行,完全不用擔心光速飛行中時間不對等的問題。

1994年,物理學家米蓋爾·阿爾庫比雷提出了運用曲速引擎來實現星際旅行。它的原理就是將飛船前面的空間進行壓縮,飛船後面的空間進行擴張,於是飛船就相當於縮地成寸的方法實現了超光速。它是改變了空間本身的距離,而顯示的效果就是超光速。

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那麼空間本身可以被壓縮嗎?1915年,愛因斯坦的廣義相對論完成了,這是科學界的偉大奇蹟。他告訴我們時空是可以彎曲的,彎曲的時空讓我們感受到了引力,就像光經過大質量的天體造成彎曲時空時,它就是按照彎曲的時空運動的。

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那麼這時的光就是彎曲會拐彎的,而這一效應於1917年被英國物理學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓驗證證實。相對論還預言出,當壓縮拉伸空間時,空間會產生像水波那樣波紋——引力波,引力波也於2005年被科學家證實。所以空間本身是完全可以進行壓縮拉伸的,就是引擎,理論上是可以實現超光速飛行的。

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