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回顾:2083倍超光速很慢?令人们感到「绝望」,穿越银河系至少需96年

2024-10-16科学

光速是目前 人类已知的最大速度 ,也是人类 渴望的速度

然而,对于宇宙来说, 光速 其实也算不上什么,毕竟它的距离动不动就是以光年为单位。

人类想要离开太阳系到达别的星系,甚至穿越银河系,光是有光速是完全不够的。

所以,星际穿越的尽头是超光速!

超过光速多少才能达到正常的宇宙旅行呢?

光速飞行

目前最快的飞行器距离光速非常远,科学家们只能借助于电脑模拟来预测超光速的情况。

当科学家们将速度加快到光速的 2083倍 之后,穿越银河系也需要 96年

96年,一个人的寿命可能都达不到这个长度。

也就是说,即便超过光速2000多倍,宇宙也依然十分巨大,不得不说这是一种绝望的感觉。

实际上,更绝望的事情是,我们很有可能无法超越光速。

银河系

超越光速

为什么人类无法超越光速,这就得提到 爱因斯坦的光速极限理论

很多人认为一个物体的质量是不会改变的,可爱因斯坦却认为,不是质量不变,是所有物体运动的速度太小了,根本达不到质量变化。

或者说,这点速度引发的 质量变化 ,可以忽略不计。

当速度达到光速后,物体的质量会变成无穷大,这种情况是不可能存在于宇宙之中。

所以,爱因斯坦认为,只要是有质量的物质,都无法达到光速。

爱因斯坦与他的方程

虽说爱因斯坦的这个理论目前还只是 假说和猜想 ,但目前的确没有任何物体的速度超过光速。

哪怕是粒子对撞机,也无法将粒子加速到 光速的100% ,它的极限永远比光速慢了0.000001%。

这是因为无论什么粒子,都会存在一定的质量,科学界认为的无质量粒子只有 光子和胶子 ,胶子没有被实际发现过,那么唯一被证实没有质量的也就是 光子 了。

所以光速才会是目前已知最大的速度。

然而,光速不可破理论也并不是绝对,因为目前也是一种假说。

有人提出另一种假说,可以打破光速最大极限,那就是曲率引擎。

光子被认为质量为0

曲率引擎

曲率引擎 是目前存在于科幻文艺作品中的一种假设,利用对时空的改造,让物体的速度超过光速。

有趣的是,曲率引擎的根据也是 爱因斯坦

在爱因斯坦看来,任何有质量的物体会让周围的空间产生弯曲,形成一定的曲率。

在宇宙中,引力的产生并非是万有引力,而是引力场。也就是说一个天体,它所处的并不是一个平面,而是类似于旋涡一样的引力场。

曲率引擎

并且天体质量越大,这个引力场也就越强,曲率就更大。

类似于这些天体将周围的空间搅动,形成了「 旋涡 」。

想象一下,一片树叶在平静的水面上,并不会有什么速度,可是一旦树叶进入旋涡,那么它就会拥有速度。

如果前面是一个瀑布呢?树叶可能直接就原地起飞了!

利用的就是这种瀑布般的引力场,让整个飞船 获得一个巨大的速度 ,宇宙是真空的,一般不会存在什么阻力,只要获得了速度,就能一直保持下去。

曲率引擎的加速器

这就像人们去溪谷漂流,如果皮划艇连续经过几个瀑布,那么它的速度就会很快,甚至都不用浆划船,全靠浪。

因此,一些科学家认为,人类可以通过宇宙中的大质量天体,让飞船一次又一次加速,直到超过了光速。

其实,早在上个世纪,人类就利用木星作为「 引力弹弓 」为 旅行者1号和2号 加速,让它们达到了第三宇宙速度,能够朝着太阳系的边界前进。

旅行者1号

宇宙中有很多天体比木星还大,它们引发的引力场远超过木星,当然最理想的曲率引擎是黑洞、中子星这样的超级大质量。

那么如果人类终有一天超越光速,能否穿越银河系呢?

利用引力弹弓

广袤的宇宙

光从太阳达到地球需要大约 8分钟 ,而光到达冥王星需要 5到7个小时

距离我们最近的恒星系是 比邻星 ,它与我们的距离为大约,光速飞行器需要飞行4年多才能到达。

模拟超光速的科学家是通过调整扭曲因子得到的数据,当 扭曲因子 为1时,速度是光速,扭曲因子的 极限是9.99 ,速度为光速的2104倍。

当时科学家们只模拟到了9.9,并没有到达所谓的最大值,也就是 光速的2083倍

这个速度从地球到冥王星只需要10秒钟,到达临近的比邻星需要18个小时,就像坐了一趟长途汽车一样。

冥王星距离地球很远

但是,即便是这样的速度,穿越银河系需要大约 96年 ,因为 银河系的直径在大约20万光年

如果想要到达另一个银河星,比如仙女座,则需要 上百年 的时间,可能一代人无法完成这趟旅行。

更重要的是,银河系不是宇宙中最大的星系统,它也不过是超星系团的一员。

超星系团的直径一般在 1到2亿光年 ,即使是光速的2083倍,也必须在里面航行上万年的时间。

银河系在超星系团的位置

对于星际航行来说,只是提高速度,真的赶不上宇宙的范围,更何况宇宙还在膨胀。

关于宇宙膨胀的速度,目前并没有一个详细的数据,科学家们也只能猜测。

如果我们航行在宇宙中的速度比宇宙膨胀的速度小,也许我们永远看不见宇宙的边界,也永远到达不了想去的地方。

那么,就没有其他能够穿越宇宙的办法了吗?

宇宙中的星云

虫洞与空间

还是爱因斯坦,他在 1930年 根据引力场提出了虫洞的假设。

虫洞就是一个空间连接另一个空间的通道,前面说到过天体周围的空间,会因为引力场而产生曲率。

当这个曲率到达了一定的程度,它就会和另一个天体的曲率连接在一起,形成虫洞。

如果人类能够找到虫洞,那么就可以利用它实现 宇宙穿越 ,航行的速度不一定要超过光速。

此外,一些人还认为,虫洞也许还连接着两个不同的时空,也就是从一个时间穿越到另一个时间之中。

虫洞示意图

其中最具有震撼力的说法是,地球上的 一些山洞很有可能是虫洞

据说 达芬奇 摩西 这样的人物,都有在山洞中受到启发的事情,也许因为某一刻,这些山洞成为了虫洞,而与未来产生了对话。

未来的事情对于古人来说无法想象,所以他们爱会认为自己与神灵产生了对话。

除了脑洞大开的虫洞,还有比较有具有创造力的 空间折叠技术

简单来说就是,宇宙虽然不是平整的,但是也可以看作是一张纸。

空间折叠

两个天体可以看做是两点,两点之间直线最短,如果将直线对折,那么距离缩短了一半,如果再对折,路程就会变为原来的四分之一的。

通过这样不断折叠下去,将距离缩短到适合飞行的程度。

只要引力足够大,就可以实现空间折叠,这一点在黑洞周围很容易实现。

有了这项技术,星际航行就可以 不用超越光速

当人类踏上另一颗星球

但是空间折叠必须要克服一个问题,那就是在折叠的过程中是否存在别的物质。

宇宙中有太多人类未知的暗物质,它们很有可能成为人类空间折叠技术的最大阻碍。

无论是超光速航行,还是虫洞与空间折叠,都仅停留在假设阶段。科学发展中离不开假设,许多在过去看来完全不可能的事情,未来也许会实现。

未来的移民地

人类就是在各种不可能中国走到了可能的这一步。