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宇宙是真空,為何飛船不能無限加速,甚至連光速的20%都達不到?
2023/08/19

距離——限制人類宇宙發展的枷鎖!

對于人類來說,宇宙是神秘且吸引人的。一直以來,人類都在不斷研究著宇宙,一張張照片,一組組數據,以及每一次嘗試,都展示了人類對宇宙的寄托和希望。

可實際上,在宇宙背后卻隱藏著一個對于人類來說極為致命的屬性,而該屬性就是距離。在宇宙中,距離就像一個「枷鎖」一般,它牢牢地將人類困在有限的范圍內,限制著人類的發展。舉個簡單的例子,銀河系的直徑大約為20萬光年,而人類目前最快的飛行器速度為每秒200公里,其飛完一光年的大概需要上千年的時間,想要以這種速度飛出銀河系,那得等到猴年馬月了。

在這種情況下,若人類不尋找新的出路,那麼人類將永遠被困在這個有限的空間內。事實上,科學家們早在19世紀的時候就意識到了這個問題,從那時起科學家們便開始研究起了光速,甚至希望人類能擁有光速,畢竟光速是非常快的,要是擁有這種速度,人類便能沖出牢籠,走向宇宙深處

然而,愛因斯坦的相對論卻告訴我們,光速是一個極限值,任何物體都不可能達到光速,最多也就是無限接近于光速。可能很多人會疑惑,宇宙明明是真空狀態,為何飛船不能無限加速,甚至連光速的20%都達不到?

舉個簡單的例子:如今,人類所制造出速度最快的太陽探測器是「帕克號」,其速度一般保持在70公里每秒,最快的速度能達到近200公里每秒,這樣的速度離光速的20%還差多少呢?

還差整整300倍!

科學家們研究發現,如今人類所使用的常規推進方式是無法達到光速20%的,其速度上限是光速的1.5%,想要達到光速的20%,那麼就必須更換能源。想要更快,那麼核心的能源就要更換,那換什麼好呢?

核能!

那麼,是不是意味著換上了核能后,飛船的速度就能達到光速的20%呢?

還是不能!

要知道,如今的火箭在設計上一般都是盡可能的減少品質,以便于攜帶更多的燃料。然而,想要達到光速的20%,那麼在品質上便不能減少太多,因為在宇宙中真空中,速度和品質是成正比的。也就是說,想要火箭攜帶更多的燃料,就必須減小火箭的整體重量,可想要飛船提速,那就必須擁有更重的箭體。很明顯,這里陷入了一個死循環。

此外,可能很多人都認為宇宙是真空環境。事實上,宇宙并不是絕對意義上的真空,因為在這個真空中存在著許多我們用肉眼無法觀察到的粒子,就比如暗物質,宇宙輻射等等。若飛船以光速的20%高速運動時,必定會和這些物質發生劇烈的摩擦,在這種情況下,飛行器可能會瞬間炸裂。

實際上,飛船是不可能在宇宙中無限加速的,光速就是最大的限制,人類不能妄想超越光速,只能嘗試著去接近光速,比肩光速。對此,你有什麼看法呢?

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