光速到底有多快?上一秒你在地球上看日出,下一秒就在月球轨道附近,而人类的探测器去月球轨道要100多个小时。
如果人类以光速飞行,从1977年发射旅行者号算起,我们已经航行了40多光年的距离了。
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地球与太阳光
但是这或许只是白日做梦,人类制造出来的速度最快也是只无限逼近光速,完成这项壮举的是粒子,不是宏观的物体。
那么,宇宙中有比光速还快的速度吗?速度的最大极限是多少?
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光速飞行
光速
人类很早就意识到了光的重要性,早在远古时期,没有太阳的日子人们会觉得天塌下来了,于是纷纷把太阳作为自己的图腾,古埃及、玛雅文明以及我国的三星堆文明都将太阳视为自己的信仰。
人们第一次深入认识光是牛顿用三棱镜制造出第一条人造彩虹,那一刻牛顿才知道,光居然是一种“混合物”。
牛顿还认为光是七色粒子组成的,出现彩虹是因为粒子落到了不同的区域。
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三棱镜与彩虹
另一位研究弹簧的科学家胡克则认为,光是一种波,它可以拉伸、缩短,出现七色光实际上就是因为它们被不同程度拉伸了。
牛顿和胡克其实都对了,但是没有完全对,二者结合起来才是真的光,既有粒子的特性,也有波的特性,这叫波粒二象性。
既然光是一种一种波,那么这个波是有速度、频率、波长的,之后科学家们对光进行了彻彻底底的分析。
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当光照射过来
其实早在1676年就有天文学家奥勒·罗默发现光的速度非常快,飞行9000英里的距离只需要1秒钟左右。
这个时期人们对光的性质还没有定性,以巴黎天文台为首的科学家反对它的光速理论,但是奥勒·罗默获得了牛顿等科学家们的支持。
也正是从这以后,光速很快的概念深入到了每一个物理学家的心中。
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第一个测量光速的奥勒·罗默
而真正让光速成为王道速度的人是爱因斯坦,他指出无论在哪个体系中,光速都是不变的。
爱因斯坦的理论诞生一个新的概念——时空,现代的穿越剧祖师爷非他莫属,没有爱神的相对论,所有穿越剧都没有科幻理论支持,容易让人觉得假。
可是一旦引入爱因斯坦的理论,那么无论什么穿越都变得合情合理起来。
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爱因斯坦和他的质能方程
在爱因斯坦大神的时空观里面,达到光速98%其实就已经可以穿越时空,看到过去发生的事情。
同时,爱因斯坦根据自己方程式的变化式子得出结论,没有物质能够超越光速,我们如果想要达到光速,就得付出质量无限大的代价,很显然宇宙没有无限大的物质。
那么,人类真的不能超越光速吗?
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人类设想的曲率引擎
难以超越
人类是宏观物质,不但超过不了光速,甚至连达到光速的1%都很困难,真正接近光速的是那些微观粒子。
利用电场给带电粒子加速,让它们达到更快的速度,并利用磁场控制它们的运行轨迹,最终达到想要的效果。