光速能否被超越,星际旅行究竟能否行得通?

(1/7)
客户端
东方号

举报

举报原因:
东方资讯  >   科技 频道  >  正文

光速能否被超越,星际旅行究竟能否行得通?

“宇宙不仅比我们想象中离奇,它比我们所能想象的还要离奇。”

——艾丁顿(1882-1944)

为了实现星际旅行,我们的速度必须比现有的技术快得多。假设要去离我们最近的半人马座α星,即使是以每秒186,000英尺(六亿七千万英里每小时)的光速,也要花四年时间。更准确地讲,时间将会比那更长,因为达到光速需要产生2G的力,这需要花六个月时间,自然,减速又需要六个月时间。所以想要去离我们最近的漩涡星系——仙女座大星系,需要花两百多万年。所以我们必须比光速还要快,但那是有可能的吗?

(图解:仅220万光年外的近邻:仙女座大星系)

相对论明确地告诉我们,比光速更快是不可能的。这不是由于任何技术上的限制,而只是因为光速是时空构造的基本部分。让我们来看看原因。

质量与能量

想象一下,我向你挑战扔石头的比赛,看谁扔得更远。这里有两块石头供你选择,一块是大而重的,另一块是小而轻的。很明显我们都会选择小的那块,因为越轻的扔得越远。站在科学的角度来解释,我们可以说,较轻的石头质量更小,当它被给予一定量的能量时速度更快,因此更远。

但是,我不满意扔石头比赛的结果,因为你比我更高大,更强壮,因此这场比赛不公平。实际上,你用了更大的“引擎”来加速石头。为了克服我们“引擎”不同的问题,我向你挑战赛车。谁用最快的时间绕赛道一圈,谁就赢。我们都认为这是一场更公平的比赛,因为如果车是一模一样的,我们现在就势均力敌。

我们用的车有相同的引擎,所以赢家应该是驾驶技术更好的那个人。(我希望)我们都有相同强大的汽车,从而可以高速驾驶。但你不知道的是,输了扔石头比赛之后我特别难过(我成为了一个可怜的失败者),所以我这次作弊了,我贿赂了其中一个机修工,让他在你汽车的后备箱里偷偷放了1000英磅的铅,我想以这种方式确保我的胜利(咯咯地笑)。

比赛按时举行。惊喜,太惊喜了!我胜利了!然而,我的庆祝活动很短,因为官方调查很快就揭露了我卑鄙的计划。你是怎么知道我作弊的呢?那是因为,汽车本应该有相同的引擎,本应该在每一方面都一模一样。你的车耗尽了汽油,而我的却没有。此外,当一直往前开时,我的车却比你的快。为什么呢?这很简单,因为你的车比我的车重得多,用相同的引擎不仅不能开得很快,而且还会用掉更多的汽油。在扔石头比赛中,我们能用更科学的措辞来解释。所以可以说,一个物体质量越大,要达到并维持所给定的速度所需要的能量就越大。

我们现在已经知道,为了达到尽可能高的速度,需要一个质量尽可能小的物体,并且用尽可能最强大的引擎来给它加速。

然而,我们还需要考虑一些别的问题,而且这涉及相对论。

狭义相对论

热门推荐

联系我们|eastday.com All Right Reserve 版权所有