宇宙很大也很美
可以说 , 宇宙的尺度越大 , 证明我们想要进行地外文明探索的难度越大 。 为什么这么说呢?举个例子 , 如果说宇宙就只有太阳系那么大 , 那么即使我们制造的航天器飞行速度只能达到光速 , 我们也能把“宇宙”翻个底朝天 。 可是 , 宇宙的尺度是太阳系的数以亿倍计 , 这样我们如何在有限的寿命中探索遥远的星球呢?
宇航员探索宇宙
想要缩短行程 , 那么必然就要提升速度 。 可是爱因斯坦在相对论中就明确表示 , 光速是不可能被超越的 , 这意味着飞行器的速度无法提升 , 从而导致人类的地外探索受限 。 这样的话 , 我们想去银河系甚至河外星系寻找外星文明的想法就成为了泡影 。
物理学家爱因斯坦
此外 , 光速陷阱如果真的存在 , 那么它不仅限制了人类寻找外星人的行动 , 也限制了外星人来访地球的行动 。 毕竟就算外星文明的科技比我们发达 , 但是长途旅行它们依旧要依靠飞行器 , 如果所处星球和地球相距“十万八千里” , 那么长寿的外星人恐怕也不能在生命终结之前发现人类文明的存在 。 就这样 , 宇宙当中即使存在着许多的文明 , 也因为这种限制被“孤立”起来 , 成为了孤岛 。
这时 , 可能会有乐观的人表示 , 没关系 , 我们可以让子子孙孙无限延续 , 使数代人前往外星探索 。 这个想法确实没错 , 但是需要知道的是 , 使飞行器达到光速也是很困难的 , 需要使用大量的“能源”供给 。 而能源是有限的 , 因此大概在能源彻底耗尽之前 , 我们都无法使飞船达到光速 , 实现太空遨游、找到外星人的梦想 。
飞船
如此来看 , 未来真的是一片黑暗 。 人类的宇宙长途旅行 , 大抵只能存在于小说和电影之中了 。 但是纵观人类的发展史 , 我们最喜欢的就是“挑战不可能” , 在过去也身体力行地证明了许多不可能完全可以变为可能 。 所以科学家也一直在寻找跳出光速陷阱或者说突破光障的方法 , 那么我们有机会让航天器的速度突破光障吗?从理论上来说 , 还是有机会的 。
“光障”可以被突破吗?前文在提及光速的相关概念时 , 就有提到光速虽然在相对论中是不可超越的 , 但是宇宙中确实也存在着某些超光速现象 。 尽管我们无法从量子纠缠和宇宙膨胀中得到什么线索 , 但是只要“存在”就有希望 , 有了希望那么就有被突破解决的可能性 。
中国科学院院士宋健就在第242次香山会议上向大家展示了名为《航天、宇航和光障》的科学报告 , 在这之中他就明确提出如果人类想要实现星际旅游或者是寻找遥远的地外文明 , 那么就必须要突破“光障”的限制 。
宋健
可见 , 人类只有在跳出光速陷阱之后 , 其航天发展才会迎来质的飞跃 , 不然就算我们再努力 , 都飞不出太阳系 , 更别说飞往银河系和河外星系了 。 而如果想让航天器突破光障 , 那么就要为其提供足够优质的“能源” , 这个能源显然不可能是传统的化石能源 , 至此 , “反物质”被推上了风口浪尖 。
宋健等航天科学家们心里清楚 , 火箭发动机喷气速度必须接近或超过每秒30万公里的光速 , 人类才有可能在3至5年内完成前往比邻星距离为4.2光年的往返旅程 , 否则就永远只能在太阳附近打转转 。
物质与反物质
原来人类发现 , 与宇宙中存在着反物质 , 而当这些反物质和正常物质相遇时 , 就会发生湮灭现象 , 这种湮灭产生的能量远超现在人类发现的各种能源能提供的能量 。
所以 , 顺着这个思路 , 假如未来人类能够利用反物质对航天器进行推进 , 那么是有可能让它突破光障 , 达到“超光速”的 。 为此 , 如果飞行器携带的燃料重达95% , 且其中一部分燃料是反物质 , 那么理论上 , 经过500天以上的加速 , 航天器是可能超过光速的 。
航天器
所以 , 理论上来说爱因斯坦相对论中所说的“光速屏障”并非不可超越 。 毕竟随着研究的不断进行 , 过去“绝对”的理论是可能被推翻的 。 不过还是要看未来人类的科技如何发展 , 毕竟现在我们虽然知道反物质的存在 , 却不能大量制造和储存它们 , 这样制造以反物质为燃料的飞船就显得难以完成了 。
有学者指出:根据相对论的计算可知 , 当飞船的速度接近光速时 , 飞船质量、能源质量和喷出物质量以相同的速率变得很大 , 飞船获得的反冲动量……可以继续加速 , 最终必然会达到和超过光速 , 直至能源枯竭 。
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