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乘光速飞船前往250万光年的仙女座星系感到一弹

2019-09-03 13:01栏目:科技展览
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宇宙混沌初开,奇点发生大爆炸,随后宇宙不断的膨胀,膨胀再膨胀,宇宙才有了今天这个局面。宇宙当中有着太多的未解之谜,因此有太多人对宇宙的奥秘充满了兴趣,其中不乏一些伟大的科学家,不管是爱因斯坦还是霍金,几乎一生都扑在了宇宙的研究之中。爱因斯坦提出了相对论,认为宇宙当中物质最快的速度就是光速,而光速就是时间的参照物,那如果人乘坐光速飞船飞行一年会怎样?科学家:归来之时,宇宙或不复存在。

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如果真的有光速飞船,以光速飞行,理论上时间就会停止,不是一瞬,而是没有时间流逝。根据爱因斯坦狭义相对论,在高速运行中的物体会出现尺缩钟慢效应,速度越快,距离就越短,所花费的时间就越少。理论上到达光速,距离趋于零,时间当然也就趋于零了。这样不管是到达250万光年的地方还是到达更远的地方,飞船上是感觉不到时光流逝的。当然这是天方夜谭。即使能够达到光速,也还有个加速和减速的时间,因此时间还是会流逝一部分。但飞船上的人不会感觉到时间有什么变化,他们的时间还是一分一秒照常流逝,只是距离变了,所以觉得很快。距离变成了0,就没花时间而已。只是与飞船外静止的观测者比较,才发现时间流逝完全不同。

在相对论中提出,光速是时间的参照物,光本身是没有时间流逝的,因为光的速度本身就是光速,而速度达到光速,时间就是静止的。也就是说速度越接近光速,时间就过得越慢,而达到光速就能够使时间停滞,超越光速,甚至能够让时光倒流,当然这只是存在于理论之上,但是事实是不是这样呢?宇航员在国际空间站中待上半年的时间,回到地球之后,发现自己的时间比地球上慢了0.5秒,似乎证实了时间膨胀的存在。

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狭义相对论告诉我们,光速是这个世界上最快的速度,有质量的物体永远达不到光速,不要说宏观物体,就是微观粒子也达不到,只可以无限接近。在大型强子对撞机中,科学家把质子加速到无限趋近光速,达到光速的99.9998%,所用能源达到一个城市的用电量。再往上提一点点,比如后面那个8变成9,能量就要成倍增加,越接近光速,所需能源将呈数量级增加,质子的动质量同步提升,当达到光速时,质量会变得无限大。什么是无限大?整个宇宙的所有看得见看不见物质加起来也不是无限大。爱因斯坦狭义相对论设定的这个公理已经过无数观测和实验证明是正确的,无法突破,就不要老奢望达到光速了。

如果一个人乘坐光速的飞船前进,那也就说明了这个人的时间是静止的,是停滞的,并不会再发生流逝,这也就意味着这个人的一年是永远不会过去的,因为一直停留在原来的时间上。那么如果比光速慢一点点,让时间能够流逝呢?等到他飞行一年归来的时候,宇宙会变成什么样子呢?有科学家提出,等到他归来之时,宇宙可能已经不复存在了,那么科学家为什么这么说呢?

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随着人类科学水平文明程度的提升,飞船的速度也将得到提升,虽然达不到光速,亚光速还是有可能的。高速系尺缩钟慢效应在日常生活中是很不明显的,即使在目前每秒十几公里的宇宙飞船中,也很难监测到。只有当速度达到1/10光速即每秒30000公里时,才有一定的意义。狭义相对论中测定时间膨胀的公式为:

首先就是这个人的时间流逝的是非常慢的,他的一天,宇宙中可能已经过了几千万年甚至上千万年,这也就意味着它过去一年,宇宙当中已经过了几百亿年。宇宙是在加速膨胀的,科学家对宇宙的研究发现,宇宙如果一直加速膨胀下去,那么最后的结局很有可能是从中间撕裂。在宇宙之外到底是什么样子谁也不知道,如果是一片虚无,那虚无能够将整个宇宙中的天体全部吞噬,那么宇宙也面临着灭顶之灾。

因此,人类要实现飞往250万光年远的仙女座星系,既然不可能达到光速,但在遥远的未来有可能实现亚光速飞行。亚光速当然至少要达到光速的50%,但达到光速50%尺缩钟慢效应也不是很大。达到80%时,才能缩短1.66倍,到仙女座星系还是需要150多万年。即使达到了光速的99.9999%,时间会缩短707倍,也还是要3536年;达到了光速的99.9999999999%,时间会缩短70.7万倍,就只要3.5年时间了。当然还要加上加速和减速耗费的时间。实现这种接近光速的亚光速旅行概率也是很小很小的,因为巨大的能源消耗和与速度呈正比的载荷将令人类无法承受。而且乘飞船去了个来回的人还在,地球这些眼巴巴看着的人已经过了250万年,人渣都不在了。所以即使在遥远的未来这也是不现实的。

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人类现在所能达到的速度在光速面前简直不值一提,但是光速在宇宙当中并不能算非常快的速度,毕竟宇宙实在是太大的,动不动就以光年计算距离,因此这一看来,即使宇宙当中,最快的光速也并没有很快。甚至有科学家提出,光速的存在就是为了限制宇宙之间文明的交流以及文明的发展,因为光速就是一个界限,在光速以下就只能被宇宙限制,而超过光速的话,宇宙文明就能够对宇宙进行限制了。

更有可能实现的是开发出曲速引擎飞船,采取时空折叠方式以超光速跨越式旅行。时空本身的膨胀和折叠不受狭义相对论光速限制,而且也不会导致时间膨胀,在飞船上一年,在地球上观察的人也是一年。但要去仙女座星系250万光年,即使以10倍光速跨越,也还要25万年,100倍光速跨越则需要2.5万年。所以尽管开发出了曲速引擎飞船,前往遥远的仙女座星系也还是一个遥不可及的梦想。事实上,曲速引擎目前还处于理想与幻想的结合地带,能不能实现还是个未知数。因此,从目前人类的认知来看,无论采用光速飞行还是曲速引擎跨越式旅行,要去仙女座星系都是不可能的。只有在今后若能突破现有理论束缚,或许要到若干亿年后人类达到三型文明的时候,才有探讨这个问题的可能性。 时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题,欢迎大家都来参与讨论。 原创版权所有,抄袭可耻,侵权将会受到追究,请理解支持,谢谢。 【本文作者时空通讯授权维权骑士士值品牌馆】分发

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