太空 宇宙还存在一个除光速以外的速度限制,这才是人类真正的障碍?( 二 )


但是宇宙中更多的是肉眼无法看见的物质 , 比如地球上的氢气和氦气就会因为地球的引力不够而慢慢漂浮到大气层的顶端 , 并且逃逸出去 , 也就是说说宇宙中首先是一定会漂浮着很多这样的微小元素 。
这些氢气与氦气虽然只是气体 , 但依旧属于物质 。 构成这些物质的原子都是拥有一定质量的 , 如果是旅行者一号这种“缓慢”的飞行器撞到 , 结果肯定是无事发生 。
但是如果让接近光速的飞船撞击到这些气体 , 那么久就会产生GZK拦截现象 , 这些微小的原子会与飞船表面发生强烈的撞击效果 。
如果仅仅是宇宙尘埃会撞上飞船 , 那其实也不算什么大问题 , 因为宇宙尘埃在太空中依旧是十分稀少的存在 。 但是只有一点点质量的亚原子粒子 , 也会在飞船接近光速时被撞上 。
而在太空中 , 亚原子粒子是充斥着整个空间的 , 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、质子等微粒 。 根据科学家的计算 , 平均每一平方米就会有大约1个亚原子粒子 。
简单来说 , 太空中有一张密不透风的网 , 任何接近光速的物质都会在撞击到这个网之后被破坏或者减速 , 这就是所谓的GZK极限 。
光速对人类的限制
除了GZK极限 , 其实光速本身对人类也有十分残酷的限制 , 光速是世界上最为神奇的一个参数之一 , 它代表着物质能达到最高速度的极限 。 一般物体的速度会随着参照系的改变而发生改变 , 但是光的速度却永远不会改变 , 无论如何观测 , 在真空之中的光速的都是约等于三十万公里每秒 。
光速使人变重
根据爱因斯坦的相对论 , 光速是空间中的最快速度上限 , 有些空间因为质量太大 , 被引力所扭曲 , 所以在这种被扭曲的空间中 , 光速会变得更慢一些 。
而最终要的是 , 任何物质都无法达到100%光速 , 只有没有质量的光子才能达到光速 , 即便是质量非常小的亚原子粒子 , 也永远无法达到光速 。
而且任何运动中的物体 , 都会随着速度的增加而增加质量 , 根据爱因斯坦的质能方程式 , 当物质获得巨大的能量被加速到接近光速时 , 那么这个物体的质量将会变得非常的大 。
简单来说 , 一个无限接近光速运动的针 , 它的质量会比黑洞还要大 , 届时它将会变成一个新的黑洞 , 周围的物质包括光 , 都会被其吸进去 。
所以即便人类的飞船能够接近光速 , 在加速过程中 , 不断增加的质量也很有可能将飞船压塌 。 届时飞船可能就变成一个新的黑洞 , 届时飞船里的人都将不复存在 。
光速使人变慢
物体接近光速时 , 质量变大后还会造成另外一个影响 。 在爱因斯坦的相对论中 , 时间与空间是一体的 , 因此当质量变大后 , 周围的空间会被物质的强大质量压到扭曲变形 。
扭曲的空间会让物体周围的时间流速也发生变化 , 总的来说 , 空间扭曲的程度越大 , 时间的流速就会越慢 。 而空间扭曲的程度又是取决于物体的质量 , 质量却是来源于不断加速的能量 。
所以所有物体都会出现 , 越接近光速 , 它的时间流动速度就会越慢 。 如果一艘无限接近光速的飞船从地球出发 , 前往一千光年外的星球 , 那么在地球上的人将会看到一艘飞船以极快的速度出发 , 地球上经历了一千年 , 飞船终于到达了 。
但是在飞船上的宇航员却会看到完全不同的场景 , 从他的视角上看 , 由于他是以接近光速的速度离开地球 , 所以在飞船运转时他是无法继续看到地球变化的 , 因为图像的传播速度也不过是光速 , 只能刚刚好追上他 , 也就是在他眼中的地区画面将会几乎静止 。
即便飞船是以光的速度飞行了一千年 , 但是对于飞船和宇航员来说 , 很可能是一眨眼的事情 , 当他到达目的地的时候 , 回头望去 , 虽然实际上已经过去了一千年了 , 但他看到的地球还会是刚离开时的模样 。
所以说 , 在光速运行时 , 宇航员的时间可以说是相对静止的 , 这对于人类而言 , 算是一个好消息 , 因为这意味着宇航员将有可能去往更加遥远的星空 。
光速并没有像想象中快
在目前人类的物理理论中光速已经是宇宙间速度的极限 , 但是光的速度还是太慢了 , 就像上文所说的一样 , 前往一千光年以外的星球 , 就必须要一千年 , 虽然对于宇航员来说这个时间的流速会变慢 , 但是对于全人类来说 , 一千年的时间真的是太长了 。
人类现代文明到现在也才数百年 , 并没有一千年的时间用来等待一个无法预知的结果 。 而且 , 距离限制的不仅仅是交通 , 还有通讯 , 两个星球之间的信息传输必须要一千年 , 以人类百年的寿命 , 无法支撑这么长时间的探索 。

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