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[猎奇]超光速是存在的？光速穿越银河系要花10万年，这个时间还能缩短！[17P] [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2023-12-31
— 本帖被 xgch 执行加亮操作(2024-01-01) —
在物理学中，光速被认为是宇宙速度的极限，没有任何物体可以达到或超过光速，这是相对论的一个基本原理。
但是，这个原理真的是绝对的吗？宇宙中真的不存在超过光速的事情吗？如果我们想要穿越银河系，只靠光速肯定是不够的，那么我们有没有办法实现超光速呢？





光对人类有多重要？


那光是什么？这是一个看似简单但又很复杂的问题。
从物理学的角度来说，光是一种电磁波，是由一种叫做光子的基本粒子组成的。光子是一种既有粒子性又有波动性的物质，它可以在不同的介质中以不同的速度传播，也可以被反射、折射、散射、吸收、干涉等方式改变其方向、强度和颜色。
光的波长决定了光的颜色，不同波长的光组成了我们所看到的可见光谱，也就是彩虹的七种颜色。但是，光的波长范围远不止于此，还包括了我们肉眼看不见的紫外线、红外线、X射线等等。

（可见光谱只占有宽广的电磁波谱的一小部分）
光对人类如此重要，是因为光是我们感知世界的最主要的方式，也是我们获取能量和信息的最重要的途径。光是太阳给予地球的恩赐，太阳是一个巨大的核聚变反应堆，它不断地将氢原子转化为氦原子，同时释放出大量的能量，其中一部分以光的形式传递到地球上。


这些光能被植物通过光合作用转化为化学能，为生物链提供了基础。这些光能也被地球表面的水、陆地和大气层吸收和反射，形成了地球的气候和水循环。这些光能还被人类利用，发明了火、灯、太阳能等等，为人类的文明和进步提供了动力。
光不仅是能量的载体，也是信息的载体。通过光，我们可以看到遥远的星星，了解宇宙的历史和未来。通过光，我们可以观察到微观的原子和分子，揭示物质的结构和性质。通过光，我们可以制造出激光、光纤、光电子等等，实现了高效的通信和计算。


而光的速度更是达到了每秒30万公里，其实不管是天然的恒星还是人造的自发光，它的速度都是恒定的，和电磁波的传播速度一样，而之所以我们体会不到光的速度就是因为太快了。与电磁波唯一不同的是它带有热量。


那么光是宇宙速度的极限吗？目前来看是的，因为我们还没有制造出超过光速的东西。这实际上也限制了人类的探索范围，光速在我们看来非常快，但放在宇宙的尺度上来说还是太慢了，所以有些人认为人类永远无法离开太阳系。



为什么物体无法超过光速？难道人类永远无法跨越星系？


那为什么物体无法超过光速呢？要知道物体和光这类的电磁波有着本质的区别。不管是在地球还是在太空中，要想让一个物体发生运动都需要提供能量，而能量不会凭空产生。
要想让一个物体加速到光速，甚至超过光速则需要非常大的能量。首先是技术限制，拿一个汽车来说，就算有足够的能量提供给他，但发动机的动力最高只有这些，有再多的能量也只能保持移动，但不会变得更快。


还有就是能量的限制，就算有足够的技术支持，我们也无法提供足够的能量，因为物体的速度越快需要的能量也越大，当接近光速时，需要的能量接近于无限大，但无穷多的能量根本无法实现。
而且爱因斯坦的相对论也认为光是宇宙的极限，相对论指出运动速度和物体的其它性质密切相关，如果物体要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量。


举个简单的例子，大家听说过减速齿轮组吗？据说想让最后一个齿轮转一圈所需要的能量要比整个宇宙的能量还要多，因为这个齿轮组会减速10^100倍，而要想让最后一个齿轮转动第一个齿轮就得转10^100圈。
要知道整个宇宙的粒子加起来都不到10^90，所以有人想到了直接反过来变成加速齿轮不就好了吗？理论上只要能让它转动一圈，第一个齿轮的速度绝对能超过光速，但实际情况却转不动，就算能提供无穷的力量，宇宙中也没有任何物质能够承受，所以理论上来说达到或超过光速是不可能的。


所以他们认为人类永远无法跨越星系，因为以光速穿越银河系都得10万年，更别说以目前人类的速度了。举一个简单的例子，目前世界上最快的载人飞行器X-15的最快速度才约2.3公里每秒，而最快的无人探测器-帕克太阳探测器尽管达到了109公里每秒，但对于光速来说还是太慢了。
以美国发射的旅行者一号探测器为例，自1977年发射至今，以每秒17公里的速度飞行，过了将近50年才飞出太阳系，就更别提载人的飞行器了。所以这看似简单的问题都不是以目前人类的科技水平能够解决的。





宇宙中是否存在超光速的现象？如何实现超光速的飞行？


那么宇宙这么神秘，真的不存在超过光速的事情存在吗？而自人类科技水平提高后，超光速一直是科学家讨论和研究的重点，从1955年到现在科学家用一系列的观察、理论和实验来研究超光速现象，但多个研究发现超光速是存在的。
实际上宇宙中超过光速的事情有很多，比如说宇宙大爆炸之后经历的一段暴涨。在大爆炸刚发生后，宇宙也发生了暴涨，暴涨仅持续了10^(-33)秒，在此瞬间，宇宙扩大了2^100倍，得到的尺度是先前尺度的10^30倍。


当暴涨停止后形成了最初的宇宙，但宇宙还是在持续膨胀，只不过速度变慢了，经科学家研究，受宇宙中暗物质等物质的影响，膨胀的速度受距离的影响，一般来说，距离330万光年，膨胀速度为每秒70公里，所以说只要距离够远，膨胀的速度也是超过光速的。
而明显的超光速运动在许多电波星系、类星体等等极远星体可以观测得到。那么人类该如何实现超光速飞行呢？


实际上在科幻电影和小说中，就曾多次出现过超光速的推进系统，比如电影《星际迷航》中的曲速引擎飞船，可以到达超过光速好几倍的速度航行。虽然是电影，但并不意味着是凭空想象的。
他的理论就是利用空间的可扭曲性，因为物体的质量和能量都可以对时间和空间造成影响，通过释放巨大的能量将飞船前方的空间进行收缩，而对后面的空间进行扩张，在一个稳定的区域内波动前进，理论上是可以实现的。但也还处在理论阶段，目前以人类的技术和资源还制造不出这样的飞行器。


那么真的没有其他方法实现超光速飞行了吗？其实要说到超光速就不得不提到黑洞和虫洞了。众所周知黑洞就是以其强大的吸引力闻名的，它最厉害的一点就是连光都无法从中逃脱，这就是说明黑洞的引力加速度和表面逃逸速度都是超光速的。
为什么黑洞如此厉害？我们看黑洞是怎么形成就知道了，大质量的恒星因为自身寿命的终结会导致自我毁灭，最后会形成一个致密的奇点，因为奇点的质量和能量无限大会产生大量的吸引力，所以黑洞就形成了。

（前方的空间收缩而后方空间扩张）
那么这样看来，黑洞中心就是一个奇点，而黑洞强大的吸引力都来自与奇点，所以说当一个物体进入黑洞后会快速撞向奇点，而这个速度时绝对超过光速的，那么我们就可以认为奇点就相当于是时空隧道的入口，因为目前的理论认为，超过光速就会跳跃时空。
所以如果我们能够承受住撞向奇点时产生的加速度造成的撕裂后，就可以实现超光速，从而穿越时空，这也可能是人类未来星际探索的方法。


而虫洞也可以轻易的超越光速，虫洞一直是时空隧道的代名词，但确实如此，理论上宇宙中存在许多的虫洞，一个虫洞可能连接十亿光年这样的极远距离，也可能连接几米这样的短距离，或者不同的时间点，甚至不同的宇宙。
但不管是什么都不会凭空出现，那虫洞是怎么产生的呢，又为什么会产生穿越？虫洞的产生也是源自于能量的波动，一般来说宇宙是平坦的，但因为一些大质量和蕴含大能量的天体存在，导致宇宙的平坦性发生变化。


拿黑洞举个例子，一些黑洞会产生巨大的引力能，这种引力能会将原本平坦的宇宙扭曲，就像水面上的波纹一样，有高有低，比如说本来一光年的距离就会变得比原来更近，甚至更远，从而到达穿越时空的目的。
而有些科学家认为，虫洞也可能是连接两个黑洞之间的隧道，但目前为止人类还没有发现虫洞的存在，不过就像黑洞一样，在没有观测到黑洞之前，人们也不相信黑洞的存在，直到2019年，人类拍到了第一张黑洞的照片才打破了人们的质疑。

（若地面附近有一个虫洞，它可能是这样的）
所以或许有一天人类也会发现虫洞，并利用虫洞进行星际探索。那么你认为人类有一天能完成这样的壮举吗？或者说你认为我们还有其他超光速飞行的更好办法吗？请再评论区里聊一聊吧。
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