宇宙是真空,为何飞船不能无限加速

2021-11-25 13:46:38 文章来源:网络
  宇宙对人类来说是神秘而有吸引力的。长期以来,人类一直在不断地研究宇宙,一张张照片,一组组数据,以及每次尝试,都显示出人类对宇宙的寄托和希望。
  事实上,宇宙背后隐藏着一个对人类极其致命的属性,那就是距离。在宇宙中,距离就像一个枷锁,它牢牢地把人类困在有限的范围内,限制着人类的发展。举个简单的例子,银河系的直径大约为20万光年,而人类目前最快的飞行器速度为每秒200公里,其飞完一光年的大概需要上千年的时间,想要以这种速度飞出银河系,那得等到猴年马月了。
  在这种情况下,如果人类不寻找新的出路,人类将永远被困在这个有限的空间里。事实上,科学家早在19世纪就意识到了这个问题。从那以后,科学家开始研究光速,甚至希望人类能有光速。毕竟光速很快。如果你有这个速度,人类就可以冲出笼子,走向宇宙的深处。
  然而,爱因斯坦的相对论告诉我们,光速是一个极限值,任何物体都不可能达到光速,最多无限接近光速。很多人可能会想,宇宙明明处于真空状态,为什么飞船不能无限加速,甚至光速20%都达不到?
  举个简单的例子:如今,人类制造的最快的太阳探测器是帕克,它的速度一般保持在每秒70公里,最快的速度可以达到每秒近200公里。这个速度离光速20%还有多少?
  还不到整整300倍!
  科学家们发现,现在人类使用的常规推进方法不能达到光速20%是的,它的速度上限是光速的1.5%,想达到光速的20%然后必须更换能源。如果你想更快,你必须更换核心能源。你想换什么?
  那么,是否意味着在更换核能后,飞船的速度可以达到光速的20?%呢?
  现在的火箭在设计上一般都是尽量减少质量,以便携带更多的燃料。但是,想达到光速的20%那么质量就不能减少太多,因为在宇宙真空中,速度和质量是成正比的。也就是说,如果你想让火箭携带更多的燃料,你必须减轻火箭的整体重量。如果你想让飞船加速,你必须有更重的箭体。显然,这里陷入了一个无限循环。
  此外,可能很多人都认为宇宙是真空环境。其实宇宙并不是绝对意义上的真空,因为这个真空中有很多我们肉眼看不到的粒子,比如暗物质,宇宙辐射等等。如果飞船以光速20%高速运动时,必然会与这些物质发生剧烈摩擦。在这种情况下,飞机可能会瞬间爆炸。
  事实上,飞船在宇宙中是不可能无限加速的,光速是最大的限制,人类不能妄想超过光速,只能尝试接近光速,比肩光速。你对此有何看法?
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