如何打败光速?
为了使方程保持平衡,阿尔库比尔的装置依靠“负能量”运转--但我们还没有在现实世界中发现任何可行的负能量来源。光速是目前已知速度最快的,暂时没有什么方法能够打败光速,不过黑洞的吞噬速度可的 游戏 。以吞噬光,尽管这样的说法看似有些荒唐,毕竟对于人类而言,每秒几百米的速度就已经很快了。但在宇宙的尺度上,光速确实一点也不快。即便以光速跨越银河系,至少也需10万年的时间。这意味着如果人类乘坐光速飞船探索银河系,整个旅程将超过上千代人!而对于跨度达到930亿光年的可观测宇宙,这样的光速旅行更是漫长。说明黑洞的吞噬力可以比光速还快。
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无法打败光速,光速极快,每秒30万公里的速度 ,目前很多物理学家都没有研究出来什么办法能打败它。
关于宇宙的思考
光速是多少呢?如果光速提高1000倍会怎样?
如果以光速穿行,你会看到什么?与地球上有什么不同?尽管速度放慢的幅度极其微小,但成就本身是令人惊叹的!根据相对论,每秒299,792,458米的光速是不可改变的速度限制。但为什么有人想减慢光速呢?毕竟,光速已经足够慢了!
它收缩时空,让你的道路更短。光速真的很慢,当我们抬头仰望夜空时,我们看到的都是成百上千年前的恒星,因为这些恒星发出的光需要成百上千年的时间才能到达地球。所以现在我们已经了解到光速不快,而是极慢。那么,为什么光速这么慢?
理论物理学家Gennaro Tedesco提出了一种看法:宇宙就是这样,光子就是以这样的速度传播,为什么会这样并没有原因,这只是它们的存在方式。物理学不解释为什么它们是这样,而是解释如何通过已证实的模型来做出预测。
正如理论物理学中经常出现的情况一样,这个实际上是一个非。不过,我们可以从其他方面来看待这个问题,例如,如果光速提高1000倍,宇宙会是怎样的?
在这样的宇宙中,光速飞船只需一百年的时间就能跨越银河系。飞向距离太阳最近的恒星——比邻星,只需不到两天的时间。由于光速的提博布里克和马特尔证明,任何曲速驱动都必须是一个处于恒定运动状态的物质外壳,包围着一片平坦的时空区域。高,计算机和网络的运行速度也会变得更快。此外,我们还更有可能接收到地外信号。
然而,凡事皆有利弊。如果光速提高1000倍,太阳将会比现在更热上百万倍,整个地球将会被烤焦。因此,一个适宜的光速是必要的。如果光速过快,地球上的生命可能不复存在。
新的翘曲研究打破了光速旅行,但揭示了更奇怪的可能性
星际飞船上的。这是一个耐人寻味的想法--就连NASA也一直在Eagleworks实验室对其进行研究--但Alcubierre的提议包含了一些似乎无法克服的问题。
但是,虽然博布里克和火星已经成功地揭开了曲速技术的神秘面纱,但他们的工作实际上表明,像我们这样的生物仍然无法实现超光速旅行,至少目前是这样。
穿越宇宙?
曲速驱动的故事始于爱因斯坦的成就:广义相对论。
广义相对论对星际旅行有两个限制。
首先,任何东西都不能超过光速(大约每秒30万公里)。即使以这种令人眼花缭乱的速度旅行,我们仍然需要四年时间才能到达距离太阳最近的比邻星。
其次,宇宙飞船上的时钟以接近光速的速度运行时,相对于地球上的时钟会变慢(这被称为时间膨胀)。
设加速度处于恒定状态,这就使得在恒星间旅行成为可能。
一个人在有生之年就可以到达150光年外的一颗遥远的恒星。
然而,问题是,当纵然不考虑以光速行进的星际旅行,在我们的太阳系中,光的速度仍然是比较缓慢的。根据天体物理学家Brian Koberlein的计算,光从太阳到木星需要45分钟,而到冥王星则需要5个小时。一个人返回地球时,地球上已经过去了很多年。
新的希望。
这就是阿尔库比埃尔的用武之地。
他认为广义相对论的数学理论允许“扭曲气泡”--物质和能量以这样一种方式排列的区域,即物质和能量在气泡前面弯曲时空,并将其扩展到气泡后方,从而使气泡内部的“平坦”区域以比光速更快的速度移动。
要了解“平”在这个上下文中的含义,请注意,时空有点像橡皮垫。
在物质和能量存在的情况下,垫子会弯曲(想一想把保龄球放在垫子上)。
重力只不过是物体滚动到恒星和行星等物体所造成的凹陷中的趋势而已。
平坦的区域就像垫子的一部分,上面什么都没有。
这样的驱动力还可以避免时间膨胀带来的令人不快的后果。
时空怪胎。
阿尔库比埃尔的设备是如何工作的?
这里的讨论常常依靠类比,因为数学太复杂了。
想象一下一块上面有杯子的地毯。
你在地毯上,你想要拿到杯子。
你可以穿过地毯,或者把地毯拖向你。
曲速驱动就像拉扯时空,让你离目的地更近。
但类比也有其局限性:曲速驱动并不会真正将你的目的地拖向你。
当你打开驱动器时,你和杯子之间的地毯就少了些。
Alcubierre的建议虽然在数学上很严谨,但在直觉层面上很难理解。
博布里克和马歇尔的工作将改变这一切。
壳层的能量改变了其内部时空区域的属性。
他们的研究告诉我们,曲速驱动有点出人意料地像 汽车 。
汽车 也是能量的外壳(以物质的形式),包围着一个平坦的时空区域。
不同的是,坐进车里并不会让你衰老得更快。
然而,这正是曲速推进器可能会做的事情。
博布里克和马特尔用他们简单的描述,展示了一种使用爱因斯坦的广义相对论方程来寻找时空的方法,这种时空允许物质和能量的排列,这些物质和能量将起到翘曲气泡的作用。
这为我们找到和分类经纱技术提供了一把数学钥匙。
他们的工作设法解决了曲速驱动的核心问题之一。
更糟糕的是,阿尔库比尔的装置对负能量的需求是巨大的。
博布里克和马特尔证明,曲速驱动可以由正能量(即“正常”能量)构成,也可以由负能量和正能量构成。
如果博布里克和马特尔是对的,那么曲速驱动就像任何其他运动中的物体一样。
毕竟,它将受到广义相对论实施的普遍速度限制,它需要某种传统的推进系统才能使其加速。
消息变得更糟了。
许多类型的曲速驱动器只能以某种方式改变内部的时空:通过放慢乘客的时钟,就像让深入太空之旅成为一个问题一样。
博布里克和火星确实证明了一些曲速驱动器可以比光速更快,但前提是它们已经以这个速度运行-这对任何希望进行星际旅行的普通人来说都是无济于事的。
请记住,曲速驱动器可以修改它所包围的平坦时空区域。
尤其是,它可以加速或减慢驱动器内部的时钟。
考虑一下拥有这样一个可用的对象意味着什么。
把他们塞进曲速驱动器,让他们的时钟慢下来。
从他们的角度来看,几年将会过去,而一百年将会过去--有足够的时间找到治愈的方法。
想要在一夜之间种植庄稼吗?
把它们塞进曲轴驱动器,让时钟加速。
甚至还有更奇特的可能性:通过旋转驱动器内的时空,人们可能能够生产出能够容纳大量能量的电池。
超光速旅行仍然是一想把身患绝症的人冰冻起来吗?个遥远的梦想。
但是曲速技术本身就是革命性的。
人类何时能星际旅行,仅以6%光速运动,需调动多少能量?
广义相对论方程捕捉到时空--现实的最基本结构--因物质和能量的存在而弯曲的方式,这反过来又解释了物质和能量是如何运动的。需要调动几百万亿的能量,一个人有可能进行一次深入太空的往返旅行,但仍然会受到家里最亲近和最亲爱的人的欢迎。而且这个能量在地球上根本是无法聚集起来的。
仅以6%的光速运动,需要调动的能量可能是巨大的,因为我们知道光速是可能需要几千年后了吧,主要是物理学发展太慢了。那么就会让科学得不到发展,这样一来就是一种比较慢的速度。特别快的,不是一般就能达到的,人类可能在100年以后或者更久就能星际旅行。
有人如果能够以光速旅行,他会看到什么样的场景?
现在,美国物理学家阿列克谢·博布里克和詹尼·马特尔最近发表的一篇论文解决了其中的许多问题,并引起了广泛关注。真有人能以光速旅游的话可能什么都看不见,因为速度太快了眼睛都尽管如此,能源需求仍将是巨大的。花了啥也看不见可能还会吐
然而,也有一线希望:曲速技术可能会在太空旅行之外有激进的应用。他会看不清楚任何东西。因为人类眼睛无法跟上如此快速切换的环境,大脑处理不过来的。
他可以想到哪里去就到哪里甚至可以穿越生命,过去所发生的一切都会在他的眼前一一展现。
光速为什么这么快?
1994年,物理学家米格尔·阿尔库比尔提出了一种可以实现这听起来可能不算什么发现,但到目前为止,从物理上讲,人们还不清楚曲速驱动器可能是什么。超光速旅行的激进技术:曲速驱动,这是一种想的方式,可以通过弯曲现实的结构来绕过宇宙的极限速度。光的本质就是电磁波;光速之所以会达到惊人的300000000米每秒,是因为光没有质量的原因。
光是一种较为特殊的物质,光本身不含有任何质量,不仅特殊在方面,同时他也特殊在具有波粒二象性,波粒二象性指的是光具有粒子的性质,光也具有光波的性质。
光是科学家一直以来研究的重要物质,从波粒二象性的特点,科学家顺藤摸瓜,对于光的研究终于是取得了突破。科学研究显示,光是宇宙殊的物质。他特殊在什么地方呢?是因为光和其他绝大多数物质不同,光本身没有任何质量,因为这个,光可以轻松的达到宇宙中最快的速度。那么光又是怎么来的呢?这个问题也是在科学家研究之列的,光是怎样产生的这个问题可以宇宙大爆炸理论的相关知识来解决这个问题。
在距今离我们非常遥远的138亿年,就是宇宙之前的物质是从一个奇点的物质爆炸产生的。在这个奇点爆炸之后的一段时间里,在爆炸之后的威力中形成了我们现在所看到的宇宙和物质。在宇宙形成的早期,宇宙都处于高温的状态之中。他以迅雷不及掩耳之势的速度发展,留下了在科学界被称为是“辉光”的物质,这种说法不是完全凭空捏造的。
大爆炸理论表现出,在科学界称为是辉光的某种物质是以微波的方式存在,处于可观察到的范围。不出意外,科学家用科学手段验证了理论的准确性,对于大爆炸理论是有力的。奇点在科学上是一个密度大、时空曲率高和狭义相对论告诉我们,光速是宇宙中最快的旅行速度,即光速不能逾越。狭义相对论还显示,当棒球的速度接近光速时,它的惯性也趋于无穷大。无论你有多大的力量,只能以接近光速抛出棒球,而永远无法抵达光速。体积小的“物质”,在通用的物理学的定律中都不适用的物质。
通过一些科学数据我们知道,光实际上就是电磁波,光速之所以会这么快是因为光不具备质量。