宇宙还存在一个除光速之外的速度限制,这才是人类真正的障碍?

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现代科学认为我们的宇宙诞生于138亿年,在138亿年前有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、热量无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,我们的地球就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为冥王星的体积和质量实在是太小了,于是就将冥王星踢出了行星的行列。

在太阳系的八大行星当中,目前只有地球这颗行星诞生了生命,生命的出现给地球这颗行星增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,从古至今,人类都在不断的提升自己的速度,因为只有足够快的速度,人类才能够对世界有更多的了解和认知,古时候由于人类的科技不够发达,所以古人对世界的认知并不全面,古人一直都认为我们的地球就是唯一的世界,月球和太阳都在围绕地球转动,不过随着人类科技的进步,现在人类已经知道地球并不是唯一的世界,太阳其实是一颗恒星,而月球是地球的卫星。

目前人类已经能够登陆月球,探索月球的奥秘,这归根到底主要是人类拥有了足够快的速度,根据科学家的研究得出,人类如果想要环绕地球运行,就需要达到第一宇宙速度,这个飞行速度最低必须达到每秒7.9千米,以这么快的速度飞行,飞船就不会落在地面上,目前人类发现的卫星飞行速度基本略小于这个速度,如果说一个物体想要飞出地球,飞到其它天体上,飞船的速度就必须达到第二宇宙速度,这个速度也被称为是逃逸速度,这个速度必须达到11.2千米每秒,不过前往月球只需要10.8千米每秒就可以了。

第三宇宙速度是逃逸太阳系的速度,这个速度需要达到16.7千米每秒,在人类发现的探测器当中,旅行者1号探测器的飞行速度就达到了这个逃逸速度,曾经科学家发射旅行者1号探测器的目的就是为了让它飞出太阳系,到现在为止,旅行者1号探测器已经在太阳系内飞行了46亿年,但是旅行者1号探测器并没有完全飞出太阳系,科学家经过计算得出,按照旅行者1号探测器的飞行速度来计算,想要完全飞出太阳系至少需要上万年的时间,这对于人类来说太漫长了,所以人类想要飞出太阳系,就必须拥有更快的速度。

目前根据科学家的研究得出,宇宙中最快的飞行速度是光速,光速大约是每秒30万千米,看到这里,可能很多朋友会产生一个疑问,就是光速如此之快,人类是如何计算出来的?其实在很早以前,人类就开始测量光速了,曾经古希腊哲学家亚里士多德认为光速是无限的,因为他觉得光是从眼睛中发射出来的,一睁开眼睛就能够看到整个世界,这说明光在一瞬间就能够发出去,也能够收回来,所以光速是无限的,后来到了1607年,物理学家伽利略对光速进行了测算,当时他让两个人站在两个山头,各自拿一盏灯,当看到对面灯的时候,就立即用遮挡物挡住自己的灯。

当看到对面的人挡住了自己的光,然后再次放出自己的灯光,根据山头之间的距离和灯光的闪烁就能够计算出光速,不过由于这个距离有限,而光速太快了,所以伽利略当时并没有计算出光速到底有多快,不过伽利略得出了一个结论,就是光速是有限的,并不是无限快的,之后在1676年,丹麦科学家罗默利用,木星卫星的木食现象来计算光速,当时这位科学家观测到木星的卫星发生日食的预测时间和这些日食被看到的实际时间有1000秒的差异,它认为木星和地球之间的距离变化,光从木星传播到地球的时间就是光的速度。

当时这位科学家计算出光速大约是每秒214000公里每秒,虽然这个数值和现在人类计算出来的光速数值存在很大的差异,但是能够在那个年代计算出光速来,说明这位科学家已经非常厉害了,后来到了1728年,詹姆斯.布拉德利通过观测恒星光行差给出了另一个估计方法,恒星光行差是由于地球围绕太阳运动而引起的恒星表现移位的现象,通过这个方式,它计算出光速大约是每秒301000千米,这个速度已经非常接近光速了。后来随着人类科技的不断进步,人类目前计算出来的光速数值为299792.5千米每秒。

如果按照这个速度在宇宙中飞行,飞出太阳系只需要4年的时间,光速对于人类来说非常快,目前人类的飞行速度还不到光速的百分之一,不过即使是光速在面对浩瀚的宇宙也显得非常无助,目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年,这意味着光速飞行也需要930亿年的时间,而且这并不是宇宙的全部范围,宇宙或许比我们想象的还要大,想要探索宇宙的奥秘,人类必须超越光速才行,不过爱因斯坦认为,光速是无法超越的,而且物体的飞行速度只能够无限接近光速,并不能够达到光速。

为什么光速无法超越呢?在爱因斯坦的狭义相对论中,物体的质量会随着速度的增加而增大,因而在速度接近光速时,物体质量会趋向于无限大,因此想要进一步加速,就要消耗更多的能量,显然这是不可能的事情,因此光速不可超越,如果说光速无法超越,那么人类想要探索宇宙的奥秘就变得非常困难了,毕竟我们的宇宙还在膨胀当中, 并且膨胀的速度已经远远地超过了光速,在20世纪初的时候,美国物理学家埃德温.哈勃在观测星系时发现,星系中的光谱出现了红移现象,这个现象代表这些星系正在远离我们。

看到这个现象之后,埃德温.哈勃提出了一个大胆的猜测,那就是我们的宇宙还在不断的膨胀当中,这个理论提出来之后,很多人都觉得不可思议,因为在此之前,人类一直都认为宇宙是静态的,于是很多科学家纷纷对宇宙进行了观测,最后发现埃德温.哈勃的这个观点是对的,这个理论让人类对宇宙有了新的认知,并且也让科学家感到非常绝望,因为如果宇宙一直膨胀下去,那么我们或许永远都无法找到宇宙的边缘,毕竟光速限制是人类目前无法逾越的鸿沟,不过科学家认为,在宇宙中除了光速限制之外,还有一个速度限制,这个限制被称为是GZK极限。

根据光速不可超越的理论,人类最快的速度只能够无限的接近于光速,即使这样的速度,在太阳系中飞行也是非常快的,毕竟太阳系中也有很多人类能够利用的资源,不过当人类的飞行速度无限接近于光速时,人类就必须面临一个问题就是GZK极限,也被称为是GZK拦截,它指的是遥远的宇宙空间外射线具有理论上限值,这个限制简单来说就是在宇宙中高速飞行时,飞船可能会发生碰撞。看到这里,可能很多人会说,宇宙中连外星人都没有,怎么会发生碰撞呢,毕竟宇宙又不是地球,马路上每天都有很多车辆,其实在一般情况下,飞船确实没有碰撞的条件。

毕竟宇宙中的物质太过于分散了,曾经科学家发射的旅行者1号探测器和旅行者2号探测器在宇宙中飞行了这么多年,到现在为止都没有出现碰撞,这是因为旅行者1号探测器在飞行过程中能够检测到前方是不是有障碍物,如果发现有障碍物它能够提前做出准备,而且以旅行者1号探测器的飞行速度,宇宙中的微粒并不会对探测器造成实际性的伤害,但是当飞船的速度无限的接近光速后就不一样了,这时候飞船就必须注意宇宙中的微小粒子,前面我们说到了,当一个物体达到光速之后,它的质量就会变得无限大,而无限接近于光速,物体的质量也会接近于无限大。

当宇宙飞船以亚光速飞行时,这些宇宙微粒就能够撞击到飞船上,并且对飞船造成一定的损坏,根据科学家的研究发现,在宇宙中,微粒子充满整个宇宙空间,这些粒子一般都是被宇宙中的高能射线撞击原子、导致分离成电子、质量和威力等等,平均每一平方米大约有1个亚原子粒子,所以这是人类提升速度之后的另一个限制,可能很多人看到这里会说,飞船的速度快,又不是宇宙中的粒子速度快,为什么这些粒子会对飞船造成损害呢?其实这就类似于飞机撞击鸟的道理一样。在飞机飞行过程中,撞击到鸟类的概率并不算低,根据统计,全球大约有1000万起飞机撞击鸟的事故。

其中百分之2的飞机损坏,有很多人也因为飞机撞击鸟类后死亡,为什么飞机撞击鸟类能够产生如此大的威力呢?其实飞机撞击鸟类主要破坏来自于飞机本身,毕竟鸟类的身体很轻,但是根据力学的计算,如果飞机以每小时800公里左右的速度飞行,撞击到一只0.45公斤的小鸟时,会产生153公斤的冲击力,一只7公斤的大鸟撞击时速960公里每小时的飞机,冲击力将会达到144吨,而飞船以亚光速飞行时,撞击产生的威力我们根本无法想象,所以人类想要大幅度提升飞船的速度,这个因素也需要考虑在内。

如果我们将GZK极限问题解决掉,那么人类能够实现超光速飞行吗?科学家认为,人类想要实现超光速飞行也是可以的,比如说人类能够在宇宙中找到虫洞,科学家认为,在宇宙中应该存在一种能够穿越时空的隧道,如果我们能够进入这个隧道,那么人类的飞行速度会超越光速,而且能够在很短的时间内到达很遥远的地方,曾经在爱因斯坦的相对论中就提到过虫洞,虫洞是一种能够将两个空间缩短的一种通道,不少科学家认为,黑洞可能就是虫洞的入口,因为黑洞能够无限制的吞噬物质,这些被吞噬的物质最终去了哪里?现在科学家也在积极的研究当中。

科学家认为,在黑洞的另一边可能还存在着一种神秘的天体白洞,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就是能够穿越时空的隧道,目前黑洞已经被科学家证实,而白洞和虫洞目前还在理论当中,未来随着人类科技的进步,说不定人类能够找到虫洞,除了虫洞之外,科学家认为还可以利用曲速飞行来实现超光速。曲速引擎其实就是一种反物质驱动,是人类利用时空的扭曲,将人类想要抵达的起点和终点不断的拉近,这时候两地之间的距离就会被强行收缩,飞船在被压缩的空间中飞行,速度能够超越光速。

并且这个方法不违反爱因斯坦的理论,不过科学家认为,空间不可能被无限制的扭曲,当空间被扭曲到9.99的时候,也就是曲速引擎的极限,这个速度大约是光速的2140倍,如果人类真的能够实现这项技术,那么人类探索银河系也是有希望的,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,能够飞出太阳系,探索更广阔的宇宙奥秘,希望这一天能够早日到来,对此,大家有什么想说的吗?

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页面更新:2024-03-01

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