光速之外，其實(shí)還有一種速度限制著人類(lèi)，那才是人類(lèi)真正的障礙
迷霧派 2021-12-29 16:09
概述：
宇宙多大？這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有任何人可以給出答案，目前人類(lèi)已知的可觀測(cè)宇宙內(nèi)就已經(jīng)達(dá)到了上萬(wàn)億個(gè)星系，這其中銀河系只是最普通的一個(gè)星系之一，但銀河系內(nèi)又擁有著數(shù)千億個(gè)如太陽(yáng)系一般的恒星系，恒星系內(nèi)又有著無(wú)數(shù)如同地球一樣的行星。
上圖其實(shí)就是人類(lèi)發(fā)射的旅行者一號(hào)探測(cè)器在距離地球60億公里左右位置拍攝到的宇宙景象，圖中用箭頭單獨(dú)標(biāo)注出來(lái)那個(gè)極小的暗淡光點(diǎn)，就是我們的地球。我們不難發(fā)現(xiàn)，即使是僅僅位于太陽(yáng)系內(nèi)，地球都是無(wú)比渺小的，它就像是一粒塵埃，漂浮于茫茫宇宙內(nèi)，但卻也正是這一粒宇宙塵埃，同時(shí)又是人類(lèi)在內(nèi)無(wú)數(shù)地球生物生存的唯一家園。
宇宙的浩瀚是我們無(wú)法想象的，人類(lèi)一直想要探索它，但能力卻又十分有限，擺在我們面前最直接的一個(gè)障礙，就是人類(lèi)飛行器的速度限制。
了解現(xiàn)代物理學(xué)的都知道，任何具有靜止質(zhì)量的物體，都無(wú)法超越光速，甚至是無(wú)法接近光速（光速：指光在真空環(huán)境內(nèi)的傳播速度）。這就表示我們?nèi)祟?lèi)所制造的任何宇宙飛船，都是受到這個(gè)速度限制的，我們僅僅只能去無(wú)限的接近光速。
但想要真正的接近光速，也是極難的，因?yàn)橛钪鎯?nèi)不僅僅只有光速這一種速度限制，另一種，才可說(shuō)是人類(lèi)真正無(wú)法跨越的障礙。
還有一種速度限制著人類(lèi)，那才是人類(lèi)真正的障礙
1966年，就有科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，宇宙中除了光速之外還具有另一種速度限制——GZK截?cái)啵℅ZK cut off）。
根據(jù)如今人們普遍接受的“宇宙大爆炸論”，在宇宙誕生之初，是由一個(gè)溫度極高、密度極大的“奇點(diǎn)”爆炸后而來(lái)的，但由于受到了光速的限制，自宇宙大爆炸之初產(chǎn)生的光子至今仍然在宇宙內(nèi)進(jìn)行著傳播。但宇宙又是不斷膨脹的狀態(tài)，所以如今它們已經(jīng)變成了微波波段，對(duì)于我們而言，無(wú)論處于什么方向，我們所接收到的微波輻射都是完全一樣的，于是這也就被稱(chēng)之為——微波背景輻射（CMB）。
“微波背景輻射”的光子充斥著整個(gè)宇宙，只要是在宇宙空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，都無(wú)法避免和它們相遇，正常情況下，微波背景輻射的光子并不會(huì)影響宇宙內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，但卻有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果當(dāng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)一個(gè)臨界值，那它就會(huì)與微波背景輻射光子產(chǎn)生相互作用，而這個(gè)臨界值所對(duì)應(yīng)的能量就是——GZK極限（GZK limit）。
就像質(zhì)子GZK極限為5 x 10^19eV（注：eV即電子伏特），只要是在宇宙空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，當(dāng)它的速度對(duì)應(yīng)能量一旦超越這個(gè)數(shù)值，那就會(huì)與微波背景輻射產(chǎn)生相互作用，這個(gè)相互作用的過(guò)程中還會(huì)生成Π介子如此一來(lái)質(zhì)子就會(huì)損失能量（Π介子具有靜止質(zhì)量），自然速度也就會(huì)因此降下來(lái)了。
與微波背景輻射光子產(chǎn)生的相互作用還是持續(xù)性的，因此質(zhì)子是會(huì)不斷的損失能量，不斷的生成Π介子，直到質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)能量降低到5 x 10^19eV為止，這種對(duì)于速度的限制，正是——GZK截?cái)唷?/p>
通常情況下，宇宙中無(wú)論是宏觀物體還是微觀粒子，都會(huì)受“GZK截?cái)唷边@種對(duì)于速度的限制，所以說(shuō)無(wú)論人類(lèi)制造出多么先進(jìn)的飛船，只要運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)了對(duì)應(yīng)能量臨界值，也同樣會(huì)與微波背景輻射的光子發(fā)生相互作用，也就會(huì)受到“GZK截?cái)唷钡挠绊?，使速度降下?lái)。并且如果我們真的能做到速度接近這一臨界值，那很可能飛船會(huì)因此遭到嚴(yán)重的損傷。
基于這一理論，其實(shí)我們可以說(shuō)在未來(lái)人類(lèi)的星際航行旅程中，真正限制我們的障礙或許并不是“光速”，因?yàn)槲覀兪紫染碗y以突破“GZK截?cái)唷钡南拗?，我們都無(wú)法無(wú)限接近光速，還談什么超越光速呢？
未來(lái)人類(lèi)該如何應(yīng)對(duì)？
目前來(lái)看，我們對(duì)應(yīng)此問(wèn)題這兩種方法應(yīng)該可以嘗試：
一就是我們尋求某種強(qiáng)大的“能量護(hù)盾”，可以將飛船保護(hù)起來(lái)。
二就是通過(guò)某種可操縱時(shí)空的科技，可使飛船繞開(kāi)這一速度限制。
就像是理論中的“曲率引擎”，可以將飛船處于扭曲時(shí)空形成的“曲率泡”內(nèi)，還要使前方空間收縮，后方空間擴(kuò)張，就是要使飛船在一個(gè)“相對(duì)周?chē)鷷r(shí)空完全靜止”的狀態(tài)下持續(xù)前進(jìn)。
雖然現(xiàn)如今說(shuō)起來(lái)很令人摸不著頭腦，也不貼合實(shí)際，屬于人們美好的想象，具有科幻色彩。但未來(lái)，誰(shuí)又能說(shuō)得準(zhǔn)呢？
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