火箭在太空中一直加速,能够超越光速吗?
在人类探究地球和世界时,速度是一个重要辅助。古代的人,正是由于缺少高速的交通工具,没有高速的优势,对世界的了解非常有限。
当人类进入科技年代,在科技的帮助下,人类发明了先进的交通工具,人们对探究地球充满了希望。由于速度的优势,地球从原来的广袤大地转变为一个地球村,完成了古人的愿望。
去地球游览,对现代人类来说底子不是什么事情,只需你乐意,能够在很短的时间里,去到地球的每个角落。并且人类走进了技术年代,目光已不再局限于小小的地球,而是放眼世界。
面对世界,地球藐小如尘埃,探究众多世界已成为人类新的追求。并且要探究世界天然也需求速度这一优势,咱们在地球上自以为自豪的速度,在世界面前连龟速都算不上。
物体在世界中航行,当然根本不会产生阻力,这是由于世界中的物质密度非常小,在465亿光年半径的可调查世界中,存在着10^50吨之多的物质。可是转换成密度,只需9.9×10^-27千克/立方米,也便是说1立方米的空间里只需5.9个质子。那便是说空间几乎是真空的。
世界中有一次络绎于根本挨近真空的状况,物体运动时的阻力根本上为零,正是由于世界中阻力根本为零,地球才干绕太阳46亿年之久。假设存在着显着的阻力,那么地球早就耗尽了能量并落入了太空。并且世界中的物体能够始终保持稳定的运动状况,与世界的根本真空环境有着密切的联络。
依据牛顿定律,由于世界是真空状况,所以只需给予物体继续的加快度,从理论上讲,它就能一向加快。所以有一些朋友产生了这样的疑问:如果火箭能在世界中一向加快,能不能超越光速?
以前,依据牛顿第一定律,人们会天然而然地认为,火箭能在真空环境中一向加快,只需保持不变,就能抵达光速,超越它。
然而,跟着狭义相对论的提出,对于速度的问题,有了一个初步的结论,即速度不能无限加快,它有一个极限,那便是光速。物体的质量速度只能无限挨近光速,更不行超越。为何物体的速度不能超越光速?
依据牛顿第二运动定律,只需火箭有动力,加快度始终大于0,火箭就能够继续加快。在这一点上,火箭会加快到超光速,这只是时间问题。可是狭义相对论又指出,物体的运动与质量是成比例的,跟着运动速度的增大,物体的质量也随之增大。
跟着速度加快到无限挨近光速,物体运动的质量也将无限增大,这意味着物体的动物也将无限增大,所需能量也将无限增大。在世界中,没有无限的能量能使物体抵达光速,更不用说超越光速了。因而,具有停止质量的物体也不能抵达连光速。
因而,相对论对物体不能抵达光速的描述是正确的吗?这一点已经被科学家们经过大量的实验所证实,结果表明物体的确不能抵达光速。这一验证由科学家用粒子加快器进行,经过对电子的加快,得出实验结果。
电子的质量只需9.1×10^-28克,依据经典物理核算,使电子抵达光速所需的能量只需4×10^-14焦耳,这是一种很小的能量,很简单做到。但实际上,科学家们用目前世界上最强壮的强子对撞机加快了电子,但无论怎样尽力,电子的速度都只需99.999999%,与光速的间隔无限挨近。
从实验中咱们能够看出,实际上,物体的速度并不能抵达光速,更甭说超越光速了,因而,火箭在太空中无论怎样加快,都不行能抵达光速。看着这结果,信任很多朋友都会很懊丧,要知道众多的世界大得让人难以想象,光是人类能够调查到的世界,就有930亿光年。
假设物体的速度不能超越光速,那就意味着人类将永久被困在一个有限的星空范围内,不要说探究整个星空了,便是一个咱们无法穿越的小星系。丧失了速度的优势,人类又谈什么去探究世界,又如何完成自己的愿望?
难道速度不能超越光速?物体的速度的确连光速都无法抵达,但在这个神秘的世界里,却存在着不少的超光速现象,最有目共睹的便是世界的胀大,其速度远远超越光速。
所以爱因斯坦又提出了伟大的广义相对论,在这个理论中,速度是不受光速约束的,只需条件答应,速度就能无限提高。所以在广义相对论中的速度和在狭义相对论中的速度是对立的?实际上并不矛盾,狭义相对论的速度指的是物体运动的速度。
在广义相对论中,速度指的是空间的歪曲程度,依据广义相对论,咱们的世界并非是坚硬、平坦的空间,咱们能够把世界想象成一个柔软的气球,有质量的物领会揉捏世界空间,使两点之间的间隔不断地缩小。
如果物体落入这样的曲折空间,那么它就能从一个空间点迅速抵达另一个空间点,从而完成超光速飞翔。科学家将这一飞翔模式称为曲率航行,或称为空间跳动。这种办法能够完成超光速飞翔,曲速飞船能够使前面的空间处于缩短状况,而使后边的空间处于扩张状况,这样,曲速飞船就能够在这样的曲速气泡中以高速移动,甚至能够超光速。这一超光速并不违背狭义相对论,由于飞船本身的速度还没有抵达光速,而超光速是在飞船周围的空间中进行的。
还有一种办法能够完成超光速溶解飞翔,即穿过虫洞。依据相对论,在歪曲到极限的世界中,形成了一个通道,经过这个通道,咱们能够迅速地抵达世界的另一端,这是未来人类有希望去探究世界的最主要方法。
关于虫洞在现实生活中是否存在,目前还仅仅是一个理论上的猜测,还有待于科学家们的不断探究。假设咱们能发现世界中虫洞的存在,那么人类将来把世界改造成世界村的愿望也有或许完成。
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