在科幻小说中,以光速或超光速行驶的宇宙飞船使各种宇宙探索成为可能。但在地球现实世界中,驾驶笨重的火箭以光速(真空中为每秒 299,792,458 米,或每小时 670,616,629 英里)行驶在太空中是物理上不可能实现的。密歇根州立大学物理学名誉副教授格尔德·科特迈耶说:“这是无质量物体的运动速度。”因此,任何有质量的物体都无法达到这个速度。即使是无质量的粒子也受光速的限制。科特迈耶说:“它通常被称为宇宙速度极限,因为没有什么能比它更快。” 对于那些渴望探访遥远星系的人来说,更不幸的是——即使以接近光速的速度移动也不可能。“相对于我们古老的地球,以接近光速的速度旅行既不可能,也无法生存,”物理学家说。 抛开那些不靠谱的理论解释,任何载人航天器要想达到这样的速度,都需要耗费太多的燃料和能量。根据 Kortemeyer 的计算,一艘重 10 公吨(比大多数航天器轻得多、小得多)的飞船,在可承受的重力加速度下,要达到光速的 99%,所消耗的能量将是地球一年所消耗能量的 200 多倍。而且,这还假设燃料的效率非常高,质量转化为推进能时不会有任何热量损失——根据热力学第二定律,这在物理上也是不可能实现的。 我们最接近光速的一次是使用大型强子对撞机将极小的单个原子粒子加速到光速的 99.99999896%。 但让我们忽略所有这些,想象一下,我们可以接近光速。如果我们拥有完美、高效的燃料源,一吨燃料,一艘能承受这种燃料的飞船,以及勇气——接近光速的旅行会是什么样子? 好吧,也许并不奇怪,事情会变得奇怪。 |
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