人类能否达到光速的1%?事实上,宇宙法则是没有任何东西能比的

以 1% 的光速,从洛杉矶到纽约需要一秒多一点的时间。

人类能否达到光速的1%?事实上,宇宙法则是没有任何东西能比的

光从太阳到地球只需要八分钟

光速很快。事实上,它是存在的最快的东西,宇宙法则是没有任何东西可以比光速更快。光以每秒 186,000 英里(每秒 300,000 公里)的速度传播,并且可以在一秒多的时间内从地球到达月球。眨眼之间,光线就可以从洛杉矶直射到纽约。

虽然 1% 的东西听起来并不多,但有了光,这仍然非常快——接近每小时 700 万英里!以 1% 的光速,从洛杉矶到纽约需要一秒多一点的时间。这比商用喷气式飞机快 10,000 多倍。

一艘以太阳为背景的航天器。

人类能否达到光速的1%?事实上,宇宙法则是没有任何东西能比的

帕克太阳探测器,在艺术家的演绎中看到,是人类有史以来最快的物体,它利用太阳的引力以 0.05% 的光速前进。美国宇航局/约翰霍普金斯 APL/史蒂夫格里本

有史以来最快的东西

子弹的速度可以达到 2,600 英里/小时(4,200 公里/小时),是音速的三倍多。最快的飞机是 NASA 的X3 喷气式飞机,最高时速为 7,000 英里/小时(11,200 公里/小时)。这听起来令人印象深刻,但它仍然只有光速的 0.001%。

最快的人造物体是航天器。他们使用火箭摆脱地球引力,这需要 25,000 英里/小时(40,000 公里/小时)的速度。飞行速度最快的航天器是美国宇航局的帕克太阳探测器。它于 2018 年从地球发射后,掠过太阳灼热的大气层,并利用太阳的引力达到 330,000 英里/小时(535,000 公里/小时)。这是非常快的——但只有光速的 0.05%。

为什么光速的1%也很难

是什么阻碍了人类达到 1% 的光速?一句话,能量。任何运动的物体都因其运动而具有能量。物理学家称之为动能。要走得更快,您需要增加动能。问题是需要大量的动能来提高速度。使某事以两倍的速度运行需要四倍的能量。使某件事的速度提高三倍需要九倍的能量,依此类推。

例如,让一个体重 110 磅(50 公斤)的青少年达到光速的 1% 将花费 200 万亿焦耳(一种能量测量)。这与美国 200 万人一天消耗的能量大致相同。

人类能否达到光速的1%?事实上,宇宙法则是没有任何东西能比的

太阳帆,在艺术家对日本 IKAROS 航天器的演绎中看到的薄薄的闪亮方块,可以将航天器推进到 10% 的光速。

人类能走多快?

有可能达到光速的 1%,但这需要大量的能量。人类能不能让 某些东西跑得更快?

是的!但是工程师需要想出新的方法来让物体在太空中移动。所有火箭,即使是SpaceX 和 Blue Origins 使用的新火箭,燃烧的火箭燃料与汽车中的汽油没有太大区别。问题是燃烧燃料的效率非常低。

推动航天器的其他方法包括使用电力或磁力。为太阳提供动力的核聚变也比化学燃料高效得多。

科学家们正在研究许多其他加快速度的方法——甚至是曲速驱动,即星际迷航所推广的超光速旅行。

让物体快速移动的一种很有前途的方法是使用太阳帆。这些是附着在航天器上的大而薄的塑料片,其设计目的是让阳光可以推动它们,就像正常帆中的风一样。一些航天器已经使用太阳帆来证明它们是有效的,科学家们认为太阳帆可以将航天器推进到光速的 10%。

有一天,当人类不再局限于光速的一小部分时,我们可能会前往星星。

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页面更新:2024-03-03

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