真空宇宙中的光——无法突破的速度

宇宙是真空的，为什么太空飞船不能无限加速，甚至连光速的20%都无法到达。

在近一个世纪对宇宙的视察和研究中，一系列的数据、照片以及重复实验向人类展示了宇宙的辽阔无垠。然而在这个众多孤寂的宇宙背后，有一个对人类来说及其致命的属性——距离，宇宙庞大的距离像是一个牢笼，将人类困在一个有限的空间里。

这个情况对于全人类来说是一个灾难，因为一旦地球甚至太阳系的资源被人类用尽，那么人类就只有“扑灭”或“文明倒退”两条门路了。科学家们显然已经注意到了这个恐怖的问题，所以他们自19世纪就已经开始研究光速的问题。究竟光速是很是快的，如果人类想要冲出牢笼，它是一个很是关键的因素。遗憾的是经由长时间的研究，爱因斯坦提出了相对论，它明确的指出了物体到达光速的不行能性和可行性。

然而，就算爱因斯坦在相对论钟解释了物体无法到达光速的原因，可是许多人心中仍然有一个疑问：既然宇宙是真空的，为什么不能让太空飞船在这个没有空气摩擦的情况下无限加速呢？甚至连光速的20%都无法到达。

在回覆这个问题之前，让我们先看看如果人类的航空设备到达光速的20%会发生什么。我们都知道火星距离地球约莫是0.55到400亿公里。一旦人类航空设备到达光速的20%，这就意味着人类从地球到达火星只需要不到半个小时的时间。现在，人类制造的最快的航空设备是帕克太阳探测器，他的平均速度一般为38.6km/s，最快能到达192km/s，所以一个航空设备能到达光速的20%意味着他的素的将是帕克太阳探测器的300倍。

同时一旦航空设备到达光速的20%，意味着它远远凌驾了“通例推进模式”航空设备的速度上限，因为，凭据科学家盘算，传统推进航空设备的最大速度为光速的1.5%，即4500km/s。更重要的是，如果速度到达光速的20%，意味着它的速度是使用核聚变作为能源的航空设备的两倍。在可预见的未来，核聚变将会成为人类最强大的动力能源。

看到这里的朋侪可能会问：如果在未来，我们找到了颠覆性的动力方法，例如暗物质和反物质湮灭来取代核聚变，使用这些动力方法的航空设备能否到达20％的光速？ 谜底仍然是否认的。

现代火箭通常被设计最大水平淘汰质量，旨在携带更多的航行燃料。好比SpaceX公司的猎鹰9号火箭自制的原因就是将其燃料与发射质量之比为惊人的96.6%。然而，由于能级的限制，纵然火箭设计为多级中继加速模式，航空设备到达20%光速的质量也是以指数级增长。简而言之，如果你想让火箭能携带更多的燃料，你需要的一个更轻巧的机身，如果你想要一个更快的火箭，你需要一个更重的机身。就现在而言，这是一个险些不确定的无限循环。最后，让我们注意一下飞机上最大的空间限制：真空。事实上，宇宙可能会让许多人感应惊讶，因为它不是一个绝对意义上的真空，甚至基础不是真空。在这个“真空”中，存在真空涨落，正负粒子的湮灭，甚至本底辐射，这是无法通过肉眼直接视察到的。可以说“真空”不仅是空虚而孤寂的，而且还是生活而特此外。

因此，真空不是空的，它充满了许多肉眼不行见的物质，所以当航空设备加速至光速的20%时，它将同许多物质举行猛烈的摩擦和碰撞。根据这个速度，只有在显微镜下才气看到氢原子对航空设备造成无法想象的损害。就像高速航行的飞机同飞鸟相撞。如果航空设备到达光速，航空设备的质料和在其中的人将无法蒙受。凭据科学家盘算，当速度到达光速，航空设备以及内部的所有物体将失去质量，酿成时间零点，处于零质量光子的状态，更令人恐惧的是，光子化是不行逆的。

有的朋侪肯定会问：既然光速如此恐怖，为什么影戏中有许多超光速的航空飞船？事实上，影戏中大部门超光速的飞船并不是它自己直接凌驾光速，而是通过飞船中的一个扭曲空间的设备。通过压缩飞船前面的空间并扩大它后面的空间，可以实现超轻速效果。曲率泡沫。在这种情况下，飞船确实到达了光速的效果，但这不是飞船自己已到达光速，而是通过改变空间结构，允许空间扩展和收缩来缩短航行距离 。简而言之，空间自己的运动速度快于光速，而飞船自己的运动速度却不快于光速。值得一提的时，空间自己的超光速并不违反相对论，因为空间时没有任何形式的质量，也不在相对论的约束和讨论之内。

因此，一般来讲，就当前的科学认识而言，航空设备无法在真空中无限加速。不仅如此，它甚至无法到达光速的20％。 真空中的光速仍然是宇宙规则下物体的最大运行速度。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

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