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回顧:2083倍超光速很慢?令人們感到「絕望」,穿越銀河系至少需96年

2024-10-16科學

光速是目前 人類已知的最大速度 ,也是人類 渴望的速度

然而,對於宇宙來說, 光速 其實也算不上什麽,畢竟它的距離動不動就是以光年為單位。

人類想要離開太陽系到達別的星系,甚至穿越銀河系,光是有光速是完全不夠的。

所以,星際穿越的盡頭是超光速!

超過光速多少才能達到正常的宇宙旅行呢?

光速飛行

目前最快的飛行器距離光速非常遠,科學家們只能借助於電腦模擬來預測超光速的情況。

當科學家們將速度加快到光速的 2083倍 之後,穿越銀河系也需要 96年

96年,一個人的壽命可能都達不到這個長度。

也就是說,即便超過光速2000多倍,宇宙也依然十分巨大,不得不說這是一種絕望的感覺。

實際上,更絕望的事情是,我們很有可能無法超越光速。

銀河系

超越光速

為什麽人類無法超越光速,這就得提到 愛因史坦的光速極限理論

很多人認為一個物體的品質是不會改變的,可愛因史坦卻認為,不是品質不變,是所有物體運動的速度太小了,根本達不到品質變化。

或者說,這點速度引發的 品質變化 ,可以忽略不計。

當速度達到光速後,物體的品質會變成無窮大,這種情況是不可能存在於宇宙之中。

所以,愛因史坦認為,只要是有品質的物質,都無法達到光速。

愛因史坦與他的方程式

雖說愛因史坦的這個理論目前還只是 假說和猜想 ,但目前的確沒有任何物體的速度超過光速。

哪怕是粒子對撞機,也無法將粒子加速到 光速的100% ,它的極限永遠比光速慢了0.000001%。

這是因為無論什麽粒子,都會存在一定的品質,科學界認為的無品質粒子只有 光子和膠子 ,膠子沒有被實際發現過,那麽唯一被證實沒有品質的也就是 光子 了。

所以光速才會是目前已知最大的速度。

然而,光速不可破理論也並不是絕對,因為目前也是一種假說。

有人提出另一種假說,可以打破光速最大極限,那就是曲率引擎。

光子被認為品質為0

曲率引擎

曲率引擎 是目前存在於科幻文藝作品中的一種假設,利用對時空的改造,讓物體的速度超過光速。

有趣的是,曲率引擎的根據也是 愛因史坦

在愛因史坦看來,任何有品質的物體會讓周圍的空間產生彎曲,形成一定的曲率。

在宇宙中,重力的產生並非是萬有重力,而是重力場。也就是說一個天體,它所處的並不是一個平面,而是類似於旋渦一樣的重力場。

曲率引擎

並且天體品質越大,這個重力場也就越強,曲率就更大。

類似於這些天體將周圍的空間攪動,形成了「 旋渦 」。

想象一下,一片樹葉在平靜的水面上,並不會有什麽速度,可是一旦樹葉進入旋渦,那麽它就會擁有速度。

如果前面是一個瀑布呢?樹葉可能直接就原地起飛了!

利用的就是這種瀑布般的重力場,讓整個飛船 獲得一個巨大的速度 ,宇宙是真空的,一般不會存在什麽阻力,只要獲得了速度,就能一直保持下去。

曲率引擎的加速器

這就像人們去溪谷漂流,如果輕艇連續經過幾個瀑布,那麽它的速度就會很快,甚至都不用漿劃船,全靠浪。

因此,一些科學家認為,人類可以透過宇宙中的大品質天體,讓飛船一次又一次加速,直到超過了光速。

其實,早在上個世紀,人類就利用木星作為「 重力彈弓 」為 旅行者1號和2號 加速,讓它們達到了第三宇宙速度,能夠朝著太陽系的邊界前進。

旅行者1號

宇宙中有很多天體比木星還大,它們引發的重力場遠超過木星,當然最理想的曲率引擎是黑洞、中子星這樣的超級大品質。

那麽如果人類終有一天超越光速,能否穿越銀河系呢?

利用重力彈弓

廣袤的宇宙

光從太陽達到地球需要大約 8分鐘 ,而光到達冥王星需要 5到7個小時

距離我們最近的恒星系是 比鄰星 ,它與我們的距離為大約,光速飛行器需要飛行4年多才能到達。

模擬超光速的科學家是透過調整扭曲因子得到的數據,當 扭曲因子 為1時,速度是光速,扭曲因子的 極限是9.99 ,速度為光速的2104倍。

當時科學家們只模擬到了9.9,並沒有到達所謂的最大值,也就是 光速的2083倍

這個速度從地球到冥王星只需要10秒鐘,到達臨近的比鄰星需要18個小時,就像坐了一趟長途汽車一樣。

冥王星距離地球很遠

但是,即便是這樣的速度,穿越銀河系需要大約 96年 ,因為 銀河系的直徑在大約20萬光年

如果想要到達另一個銀河星,比如仙女座,則需要 上百年 的時間,可能一代人無法完成這趟旅行。

更重要的是,銀河系不是宇宙中最大的星系統,它也不過是超星系團的一員。

超星系團的直徑一般在 1到2億光年 ,即使是光速的2083倍,也必須在裏面航行上萬年的時間。

銀河系在超星系團的位置

對於星際航行來說,只是提高速度,真的趕不上宇宙的範圍,更何況宇宙還在膨脹。

關於宇宙膨脹的速度,目前並沒有一個詳細的數據,科學家們也只能猜測。

如果我們航行在宇宙中的速度比宇宙膨脹的速度小,也許我們永遠看不見宇宙的邊界,也永遠到達不了想去的地方。

那麽,就沒有其他能夠穿越宇宙的辦法了嗎?

宇宙中的星雲

蟲洞與空間

還是愛因史坦,他在 1930年 根據重力場提出了蟲洞的假設。

蟲洞就是一個空間連線另一個空間的通道,前面說到過天體周圍的空間,會因為重力場而產生曲率。

當這個曲率到達了一定的程度,它就會和另一個天體的曲率連線在一起,形成蟲洞。

如果人類能夠找到蟲洞,那麽就可以利用它實作 宇宙穿越 ,航行的速度不一定要超過光速。

此外,一些人還認為,蟲洞也許還連線著兩個不同的時空,也就是從一個時間穿越到另一個時間之中。

蟲洞示意圖

其中最具有震撼力的說法是,地球上的 一些山洞很有可能是蟲洞

據說 達芬奇 摩斯 這樣的人物,都有在山洞中受到啟發的事情,也許因為某一刻,這些山洞成為了蟲洞,而與未來產生了對話。

未來的事情對於古人來說無法想象,所以他們愛會認為自己與神靈產生了對話。

除了腦洞大開的蟲洞,還有比較有具有創造力的 空間折疊技術

簡單來說就是,宇宙雖然不是平整的,但是也可以看作是一張紙。

空間折疊

兩個天體可以看做是兩點,兩點之間直線最短,如果將直線對折,那麽距離縮短了一半,如果再對折,路程就會變為原來的四分之一的。

透過這樣不斷折疊下去,將距離縮短到適合飛行的程度。

只要重力足夠大,就可以實作空間折疊,這一點在黑洞周圍很容易實作。

有了這項技術,星際航行就可以 不用超越光速

當人類踏上另一顆星球

但是空間折疊必須要克服一個問題,那就是在折疊的過程中是否存在別的物質。

宇宙中有太多人類未知的暗物質,它們很有可能成為人類空間折疊技術的最大阻礙。

無論是超光速航行,還是蟲洞與空間折疊,都僅停留在假設階段。科學開發中離不開假設,許多在過去看來完全不可能的事情,未來也許會實作。

未來的移民地

人類就是在各種不可能中國走到了可能的這一步。