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光速是什么?能不能超越光速?

桃子1年前 (2023-12-14)阅读数 5#综合百科
文章标签光速宇宙

我们先来了解光速是什么?

首先,光速指的是静止质量为零的光子在真空中的传播速度,这个速度为299792458m/s,我们为了在平时表达方便通常取整数30万公里/秒。

光速是什么?能不能超越光速?

光速是科学家通过测量得到的数据,光的传播速度不是一成不变的,这跟传播介质有关。比如光线在水中的传播速度只有225000公里/秒,而在冰中的传播速度又是230000公里/秒。因此,介质的改变会造成光速的变化。我们平时说的30万公里每秒是指的传播介质为真空的时候,光线在真空中的传播速度是恒定不变的,在真空中,在任何静止的参考系下观察任何光线,测量到的速度都是光速。光速不受光源的影响,无论是在静止的还是运动中的物体发射出来的光线,其速度都是光速,不会叠加光源物体的初始速度。打个比方,比如你在一艘速度为0.5倍光速的飞船上向前发射出一道光线,这道光线仍然是按照正常的光速前进,还是30万公里每秒的速度,它不会叠加上飞船的速度变为1.5倍光速。这就是光速恒定不变。

光速是否可以超越呢?

就目前所知,真空中的光速是宇宙中物质运动的最快速度。而且也只有静止质量为零的光子才能从一开始就以光速运动,其它任何有质量的物质都不可能达到光速,更不可能超越光速,但在理论上可以无限接近光速。科学家是这样解释的,任何有质量的物体,运动速度越是无限接近光速,其动质量也会变得无限大,这样的话就需要无限大的能量来推动物质运动。而无限大的能量是不存在的,也就是说有质量的物体是不可能达到光速的。

所以说呢,光速是不可能被超越的。这就是宇宙的神奇之处,我们就这样被莫名的限制在了光速以内。人类想要探索广大的宇宙,去到遥远的星系,就必须要找到其他的方法。比如虫洞,曲率引擎,空间折叠等。但这些在短期内,在可预见的将来或许都无法实现,就把广大的宇宙交给未来人吧,希望未来的人类能够在宇宙的每一个角落生根发芽,将人类的火种永远延续下去……

人类是地球上最有智慧的生命,科学家认为,人类是由猿类生物进化而来的,在200多万年前,猿类生物生活在地球上,当时地球上还生活着很多其它凶猛的生物,猿类生物为了能够长久的发展下去,所以它们选择了群居生活,群居生活不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会,还能够有效的抵抗外来侵略者,由于猿类生物长时间在一起交流,所以它们的大脑变得越来越聪明,最终成功进化为人类,人类从诞生以后就开始不断的 探索 宇宙的奥秘,现在我们已经对宇宙有了大概的了解。

根据科学家的研究我们能够知道,宇宙中有很多天体,比如说恒星、行星、彗星、小行星、中子星、白矮星等等,我们的地球和太阳就是宇宙中的天体,现代科学认为,我们的太阳系诞生于50亿年前,在50亿年前,太阳系一片混乱,太阳诞生以后吸收了周围大量的物质,所以太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物质占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能够看出,太阳的质量非常大,根据牛顿的万有引力定律,任何有质量的物体都是有引力的。

物体的质量越大,它的引力就越大,所以八大行星才会围绕太阳转动,在宇宙中,目前人类发现的最快飞行速度就是光速,光速大约是每秒30万千米,相当于一秒钟光速能够绕地球飞行七圈半,这么快的速度已经超出了人类的想象,看到这里,可能很多人会产生一个问题,就是光速这么快,人类是如何计算出来的呢?在1676年的时候,一个叫做奥勒.罗默的科学家首次计算了光速,当时他利用木卫一轨道阴影交替的时间,计算出了木卫一轨道周期的时间是42小时25分,所以他认为,木卫一应该是每隔42小时25分就会被木星遮住一次,后来这位科学家经过多年的观测发现。

地球距离木星最远的时候,木卫一出现的时间比地球距离木星最近的时候多了22分钟,而这22分钟就是光从地球到木星所用的时间,利用这个办法,他计算出了光速的速度大约是每秒21万千米,这是人类 历史 上第一次计算出了光速,后来经过科学家们的研究,在1728年的时候,科学家詹姆斯.布雷德利用光行差,计算出了光速大约是每秒29.8万千米,这个数值和我们现在的光速数值非常相似,目前人类已经能够精准的计算出光速来,对于人类来说,光速飞行是非常快的。

但是对于宇宙来说,光速就像是蜗牛一样慢,目前银河系的范围大约是20万光年,这意味着光速从银河系的最南端飞到最北端需要20年的时间,而银河系只是宇宙中的一个小星系,在宇宙中星系的数量很大,比银河系大的星系也有很多,比如说仙女座星系,室女座超星系团,本星系群等等,除此之外,人类目前能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,这个数值并不是宇宙的全部范围,宇宙可能比我们想象的还要大,宇宙浩瀚无穷,即使光速在它面前,也显得很慢。

对于人类来说, 探索 宇宙边缘是我们的终极目标,如果连光速都没有办法飞到宇宙的边缘,那么人类是不是永远都无法找打宇宙的边缘?有很多科学家认为,光速是可以超越的,只要我们能够利用曲速驱动飞行,就能够超越光速,而且这种飞行速度是光速的2140倍,可能很多人不知道什么是曲速飞行,曲速飞行就是依靠空间和的扭曲产生的动力来飞行的,根据爱因斯坦的理论,我们能够知道,宇宙是一张巨大的薄膜,天体之所以能够浮在宇宙中没有掉下去,是因为宇宙薄膜拖着它们。

而质量大的物体能够将宇宙薄膜压弯,这时空间就会被弯曲,科学家认为,空间被扭曲的越厉害,飞船的速度就会飞的越快,不过科学家认为,空间不可能被无限扭曲,所以当空间被扭曲到9.99的时候,就是曲速飞行的极限,而这个速度就是光速的2140倍,我们可以计算一下,如果我们利用超光速飞行,在宇宙中遨游,是一种什么样的体验,在一倍光速下,我们从地球前往冥王星需要5小时,这个速度已经非常快了,毕竟冥王星距离地球大约有59亿公里,曾经人类在45年前,向太阳系外发射了旅行者1号探测器。

到现在为止,这个探测器也没有飞出太阳系,而是刚刚飞出冥王星,所以超光速飞行对于人类来说非常重要,如果我们的飞船真的能够实现曲速飞行,在理论允许的最大条件下,我们只需要10秒钟的时间就能够飞到冥王星上,距离我们最近的比邻星,大约有4.22光年,以曲速飞行我们只需要18个小时,跟坐火车去另一个城市差不多,所以说,曲速飞行对于人类 探索 宇宙来说,是非常有效的一个办法,目前科学家也在积极的研究曲速飞行的奥秘。

不过想要利用曲速飞行并不是一件容易的事情,要知道如果飞船距离天体很近,很有可能被天体的引力吸过去,然后撞击到天体上,目前人类在宇宙中发现的引力最强天体就是黑洞,如果我们能够利用黑洞扭曲空间的动力来飞行,那么飞行速度可能更快,不过我们如何进入黑洞的范围才是人类现在最值得思考的一件事情,毕竟黑洞的引力非常大,任何进入黑洞视界范围的物体,都会被黑洞吸进去,所以人类想要利用曲速飞行,还得考虑现实问题,只要我么能够让飞船摆脱天体的引力,那么我们就有可能会实现曲速飞行。

我认为,人类是地球上最有智慧的生命,人类的 科技 在不断的进步,未来随着人类 科技 的发展,人类的速度会变得越来越快,到时候我们可能真的是实现曲速飞行,我希望这一天能够早日到来,对此,大家有什么想说的呢?

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