不考慮相對論的情況下,在經(jīng)典力學(xué)中,人以1G的加速度從零加速到光速,需要差不多1年的時間;以1.4G的加速度需要253天,這是人能長時間承受的加速度極限了。
人類能承受的加速度是有極限的,如果加速度過高會引起身體的不適,甚至?xí)炟屎退劳?,下面幾個數(shù)據(jù):
1、地球重力加速度為G=9.8 m/s^2;
2、F1賽車的百公里加速時間大約為2秒,換算成加速度為1.42G;
3、大型的過山車,在最低點時瞬時加速度接近1.5G,當(dāng)然你不可能長時間處在這樣的加速度環(huán)境下;
4、艦載機在航母上降落時,瞬間加速度可達4G,這已經(jīng)能讓普通人在超重瞬間失去判斷力,甚至?xí)炟剩?/p>
5、戰(zhàn)斗機彈射逃生時,瞬間加速度可達15G;
6、小車以100Km/h的速度,直面撞擊巖石,瞬間加速度可達30G;
光速c=299792458米/秒,也就是大約每秒30萬公里,在不考慮光速限制的情況下,我們以1G的加速,從零加速到光速需要:
t=c/G=299792458/9.8
=3.1*10^7秒
≈354天;
也就是說在太空中,我們制造了一架飛船,飛船保持9.8m/s^2的加速度向前飛行,那么在飛船內(nèi)能產(chǎn)生1G的“人造重力”,然后飛船加速到光速需要354天。
如果我們提高飛船的加速度,飛船內(nèi)的人會承受更大的慣性力,心臟負擔(dān)變重,從而引起不適;比如提高到1.4G,那么加速到光速需要253天,這已經(jīng)是人體能長時間承受的極限了。
考慮相對論效應(yīng)的話,有靜止質(zhì)量的物體運動速度是無法達到光速的,如果飛船要保持1G的加速度,由于質(zhì)增效應(yīng),飛船質(zhì)量會越來越大,飛船保持加速度所需的動力也會越來越高,在速度接近光速時動力接近無窮大,這在實際當(dāng)中是不可能的。
除非有新的物理理論,能讓飛船不通過加速過程,就能獲得很高的速度,比如理論上的曲速飛行,就是改變飛船周圍的空間曲率,讓空間“推”著飛船前進,從而不存在加速過程,目前曲速飛行只是一個科幻設(shè)想而已。
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