人類(lèi)誕生于數(shù)百萬(wàn)年前,自從人類(lèi)誕生后就開(kāi)始了對(duì)這個(gè)世界的不斷探索??墒枪艜r(shí)候由于沒(méi)有發(fā)達(dá)的交通工具,依靠出門(mén)基本靠走的速度,能夠探索的區(qū)域也是非常有限的。
隨著人類(lèi)走進(jìn)科技時(shí)代之后,交通工具不斷更新,速度也越來(lái)越快,終于讓我們能夠走遍地球的各個(gè)角落,對(duì)這個(gè)世界也有了更多的認(rèn)知。由此可見(jiàn),速度才是王者,只要有了不斷提升的速度優(yōu)勢(shì),我們就可以走遍地球的每一個(gè)角落,同時(shí)也可以走出地球探索宇宙。
過(guò)去的人們認(rèn)為速度是沒(méi)有上限的,它可以無(wú)限提升??墒请S著人類(lèi)科技的不斷進(jìn)步,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)原來(lái)速度也是有極限的,這個(gè)極限就是光速。光速在物理學(xué)中是一個(gè)常數(shù),為什么物體的速度無(wú)法超越光速呢?
早期的科學(xué)家,伽利略和胡克等認(rèn)為,光子在太空中的運(yùn)動(dòng)速度是絕對(duì)最大值,是終點(diǎn),而且所有物體的運(yùn)動(dòng)速度都不能逾越光速。這是最早提出光速是速度極限值的時(shí)期,1676年,丹麥科學(xué)家?jiàn)W拉夫·羅默有史以來(lái)第一次估計(jì)了光速,而且估計(jì)值與光速的真實(shí)值比較接近,即:220 000公里/秒。后來(lái),隨著對(duì)光的研究,人們對(duì)光速的數(shù)值有了更精確的估計(jì)。例如,科學(xué)家詹姆斯布拉德利,利用光的畸變這一原理,證明了光速的有限性,并計(jì)算出這一數(shù)值為308 000 km / s。
在19世紀(jì),法國(guó)科學(xué)家阿曼德?斐索在實(shí)驗(yàn)室中得到了一個(gè)比較準(zhǔn)確的光速值,即:313,000公里/秒。1950年,根據(jù)某種原理,來(lái)自瑞典的科學(xué)家貝奇斯傳德也測(cè)得了一個(gè)光速值,即:299 793.1 km / s。
再后來(lái),隨著具有穩(wěn)定輻射頻率的激光光學(xué)裝置出現(xiàn)后,它能記錄光子的準(zhǔn)確速度,即:299 792 458 m / s。但是,這是一個(gè)極限值,即使到今天,有了足夠的先進(jìn)科學(xué)技術(shù),我們也不能逾越這個(gè)值,那么,這個(gè)光速值為什么無(wú)法突破呢?
愛(ài)因斯坦提出了相對(duì)論,提出了有質(zhì)量的物體,它的速度只能無(wú)限接近光速而無(wú)法到達(dá),宇宙中唯一能夠達(dá)到光速的物質(zhì)是光子,原因就是光子沒(méi)有質(zhì)量。因此我們觀測(cè)到的星空深處的天體或其它宇宙現(xiàn)象,其實(shí)都是過(guò)去的情況而不是現(xiàn)在的。比如我們觀測(cè)到5000光年外的超新星爆發(fā),其實(shí)是5000年以前的景象,原因就是光子從5000光年外到達(dá)地球需要5000年。
光子的速度能夠達(dá)到光速,可是它仍然無(wú)法突破光速。而有質(zhì)量的物體之所以只能無(wú)限接近光速,原因就是當(dāng)物體的速度不斷增加的時(shí)候,它的質(zhì)量也在不斷增加,接近光速的時(shí)候,它的質(zhì)量達(dá)到了無(wú)限大,需要的能量也是無(wú)限大。而理論上是不存在無(wú)限的質(zhì)量和能量,自然有質(zhì)量的物體也只能無(wú)限接近光速。
當(dāng)科學(xué)家知道物體速度的極限是光速的時(shí)候,對(duì)于探索宇宙也充滿(mǎn)了迷茫。要知道浩瀚的宇宙大到我們無(wú)法想象,現(xiàn)在我們的可觀測(cè)宇宙范圍達(dá)數(shù)百億光年,如此廣闊的范圍,即使以光速飛行,我們想要探索穿梭,也需要至少數(shù)百億年的時(shí)間,更不說(shuō)這個(gè)范圍只是宇宙的冰山一角,真實(shí)的宇宙范圍有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越這個(gè)數(shù)字。
如果光速無(wú)法突破,那人類(lèi)將永遠(yuǎn)不可能有希望探索整個(gè)宇宙,甚至我們想要探索整個(gè)銀河系也基本不可能,銀河系的直徑至少10萬(wàn)光年,飛船以光速飛行還需要10萬(wàn)年才能橫穿。物體的速度極限是光速,那么宇宙中真的不存在超光速現(xiàn)象嗎?
答案是否定的,自從愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論之后,時(shí)空的概念成為了科學(xué)家研究探索的重點(diǎn)。同時(shí)科學(xué)家也在宇宙中發(fā)現(xiàn)了一些超光速現(xiàn)象,比如宇宙大爆炸之后的膨脹速度就超越了光速。既然宇宙中存在超光速現(xiàn)象,那么光速就有可能突破。
可能很多人會(huì)說(shuō),如果光速能夠突破,那不是和相對(duì)論相悖嗎?事實(shí)上它們也并不相悖。相對(duì)論中的光速無(wú)法突破是在靜止宇宙中的速度極限。可是時(shí)空理論告訴我們,這們的宇宙并不是平坦的,而是一個(gè)類(lèi)似于宇宙薄膜的結(jié)構(gòu)。
物體的速度無(wú)法超越光速,可如果利用時(shí)空彎曲,就有可能讓物體的速度突破光速。這一點(diǎn)類(lèi)似于地球上的沖浪,沖浪的時(shí)候,腳下的沖浪板是不動(dòng)的,真正帶動(dòng)它前進(jìn)的是一個(gè)接一個(gè)的浪。浪的波動(dòng)帶動(dòng)著沖浪板快速前進(jìn),而且這種速度非???。
宇宙的時(shí)空彎曲就類(lèi)似于沖浪,通過(guò)時(shí)空的彎曲帶動(dòng)飛船超光速前進(jìn)??茖W(xué)家稱(chēng)這種航行模式為曲速航行。當(dāng)然,正常情況下,宇宙是平穩(wěn)的靜止?fàn)顟B(tài),不會(huì)出現(xiàn)彎曲。要想讓時(shí)空彎曲,需要強(qiáng)大的能量激發(fā),只有強(qiáng)大的能量才能夠改變飛船周?chē)臅r(shí)空結(jié)構(gòu),讓其發(fā)生彎曲,從而帶動(dòng)飛船超光速飛行。
科學(xué)家提出的蟲(chóng)洞理論,其實(shí)也是一種曲速航行模式,它是利用強(qiáng)大的能量打開(kāi)通道,這個(gè)通道就是利用了時(shí)空的彎曲強(qiáng)行在宇宙膜上打開(kāi)一個(gè)通道,這個(gè)通道連接著兩個(gè)不同的空間,進(jìn)入蟲(chóng)洞航行也相當(dāng)于飛船進(jìn)入了沖浪波里,由時(shí)空波帶動(dòng)著飛船快速前行,它的速度遠(yuǎn)超過(guò)光速。
相信不少朋友看科幻小說(shuō),里面的星際文明在宇宙中穿梭是利用跳躍來(lái)進(jìn)行的,這種跳躍和曲速航行是差不多的,利用的也是空間的彎曲。具體的方法就是讓飛船快速航行,速度越來(lái)越快,無(wú)限接近光速的時(shí)候,就可以利用產(chǎn)生的巨大能量打開(kāi)蟲(chóng)洞,然后進(jìn)行跳躍,瞬間到達(dá)遙遠(yuǎn)的星空深處。
當(dāng)然,超越光速的飛行對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)還太遙遠(yuǎn),我們現(xiàn)在連亞光速飛行都無(wú)法做到。人類(lèi)在未來(lái)首先要突破的是亞光速飛行,只要實(shí)現(xiàn)的亞光速飛行,我們才能夠走出太陽(yáng)系,探索周邊的星系。而只有實(shí)現(xiàn)了亞光速飛行,才有希望更進(jìn)一步,實(shí)現(xiàn)光速飛行直到最后的超光速飛行,這是需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
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