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宇宙太空中是真空狀態,沒有任何阻力,理論上只要對飛行器產生啟動的推動力,就會永遠向前飛去,那假設飛行器上有足夠的能源不斷加速,經過長時間的速度疊加,最終飛行器能否達到光速呢?
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  • 1 # 深空電報

    理論上有此可能,但是達不到光速。根據相對論,運動物體的相對論質量滿足相對論質量公式,這意味著物體越接近光速,物體的相對論質量就越大,直到“無窮大”(這也就是為什麼只有靜止質量為0的光子可以達到光速)。假如我們是使用一個恆力來加速物體,那麼我們在物體上產生的加速度會越來越小,直至幾乎為0。如果我們想要產生恆加速度,那麼我們就需要越來越大的力,直至無窮大。

    此外,太空也不是真的完全“空無一物”。宇宙空間中除了大的天體,還有非常稀薄的星際物質(主要是氫)。對於高速運動的物體,這些星際物質也能產生一定的阻力。高速執行的物體在穿過星際物質的時候也會受到干擾,別看這是雲,也是足夠密度的粒子。所以,即便是在理論上,將一個物體加速到“比較接近”光速的速度都是很困難的。 也許未來的人類能夠掌握一定的科學技術。但是對於目前的人類,我們即便在在宇宙太空之中,也只能達到0.00025c左右的速度(朱諾號探測器)。

    霍金提出的20%光速探測器的想法是可行的,但估計很難實現,如果他成功了,就是世界上最快的探測器。不過以如此快的速度前往半人馬座阿爾法星,如果落入某個天體,那可能是一場災難,你算算看速度的平方乘以質量,就是其能量,如此高速的物體能量也是巨大的,一不小心就會演變成一次恐怖的核爆事件。

  • 2 # 築夢文化

    如果說是假設的話,那麼這個問題就很好回答了。假設物體可以在太空中持續加速,這是一個假前提,那麼它的速度,不但會無限的接近光速,最終還可能超光速!只要你有辦法做到程式加速即可。

    只是這個假設在現實是根本不能成立的,因為沒有物體會在太空中能夠做到持續加速。那我們換一種思路。我們假設有一個普通的火箭,他不斷的向後噴射物質,並且火箭的燃料是永不消耗殆盡的,那麼此時火箭是否能夠無限加速下去呢?

    當然,也一樣不可以,因為,火箭的噴射能力隨著速度的增加,物質的動質量就會無限的增大,換句話說當接近光速時,其動質量會比太陽好大,那麼想繼續加速就需要極高的能量,當速度無限接近光速的時候,火箭所噴出的燃料所提供的推力,已經遠遠不足以推動這麼大的質量了,可以說毫無意義!換句話說,此時無論火箭有多大的推力,都好比是拿一個穿天猴來推動我們的地球一樣,毫無意義!

    根據三體的描述,以人類的科技。常規火箭無論如何加速,永遠不會達到光速!即使想接近光速,也是十分困難的。只有使用曲率飛船,透過扭曲時空,才能夠實現,超光速旅行!

  • 3 # 火星一號

    如果從經典物理學的角度來看,只要給一直給太空中的飛行器一個大於零的合力,由於飛船的質量保持不變,其加速度大小恆大於零:

    在這種情況下,飛行器的速度就會變得越來越快,並且最終遲早會超過光速,達到遠遠快於光速的地步。但相對論表明,光速是速度的極限,飛行器是不能被加速到光速的,只有諸如光子、膠子之類的無靜質量粒子才能達到光速。原因在於,牛頓第二運動定律中的質量是一個變數,只有在速度遠低於光速時才能認為是一個常數:

    事實上,運動質量m會隨著速度接近於光速而大幅度增加,由此引發的相對論效應不能再忽略。運動質量m與靜質量m0有著如下的關係:

    基於此,可以推匯出如下的相對論動能公式:

    對於飛行器這樣有靜質量的物體,一旦速度無限趨於光速,運動質量以及動能就會趨於無窮大,所以飛行器無能怎樣加速都無法達到光速,更不可能超過光速。

    考慮到宇宙之大,遙遠的系外行星都在光年之外,而河外星系更是在幾十萬甚至上百億光年之外,那麼,無法以光速運動的我們是否就不能進行星際旅行了呢?

    其實不然。雖然局域速度被狹義相對論限制了,但相對論還有其他非常重要的推論——尺縮和鐘慢效應。對於地球上的觀測者來說,飛到幾十萬光年之外的河外星系,飛行器需要幾十萬年的時間才能到達。然而,對於速度足夠接近光速的飛行器來說,飛到河外星系可能只需幾年甚至是幾天的時間,因為飛行距離會被壓縮到只有幾光年甚至幾光天,這就是相對論所說的時間和空間都是相對的。

  • 4 # 賽先生科普

    ①最常見的說法,由於質增效應的存在

    飛船在逼近光速的過程中,質量會趨向於無窮大,而這樣的質量想獲得進一步加速,就需要無窮多的能量來提供,而這一點不符合實際,因此飛船不可能達到光速。

    但我們要注意一點,這樣的結論是基於地球參考系得出的。也就是觀測者在地球上,飛船的運動速度實際上就是與觀測者之間的相對速度,因為相對速度的不斷增加,所以在地球參考系內,飛船才會出現質增效應,才有了最後無法達到光速的結論。

    ②用狹義相對論分析加速運動

    平時常說狹義相對論無法處理加速運動,實際上這種說法不太嚴謹,因為狹義相對論與廣義相對論的區別是在於所探討的時空背景不同,只要時空是平直的,那麼內部的運動都可以用狹義相對論探討(加速運動同樣可以,這裡注意不要過度理解等效原理)。

    為此當飛船以一個恆定加速度飛行時(可以透過內部的儀器測量出飛船自身的加速度,或者是宇航員的身體感受,比如加速度為一個g,那麼就相當於人造重力,宇航員可以在飛船內自由行走而不會到處亂飄)。

    並且注意,由於這個加速度是由飛船內部得出,並且其內部物體幾乎不存在相對運動,因此飛船的質量在宇航員眼中是個定值(這裡就不考慮燃料量的多少了,也就是說在宇航員眼中,飛船可以一個任意長的有限時間內持續穩定的加速)

    雖然對於宇航員來說,飛船是勻加速運動,但這個加速度在地球參考系卻是個變數(見下圖公式,v是飛船相對於地球的速度)

    在這個基礎上還能推出更加直接的結論,關於飛船在地球參考系內的速度變化(見下圖公式)

    透過數學證明,我們可以輕易的得出飛船的速度上限為光速,也就是在任意有限的時間段內,飛船速度都不會達到光速。

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  • 5 # 來看世界呀

    如果能一直加速,飛船不僅可以達到光速,還能超光速。但是如果考慮物理理論的話,飛船不可能一直加速,接近光速後就越來越難加速,光速只可接近不可達到。

    光速不變定律是人類觀測、實驗中獲得的結論,有靜質量的物質是沒辦法達到光速的,愛因斯坦等人認識到了這樣的情況,並且經過推演獲得了關於速度的可能性,結合實際觀測分析,光速只能接近無法達到,低速狀態下的速度疊加現象在描述高速運動的物體時也會失效,隨著物體速度的升高,質量在高速運動的時候也會增加,越是接近光速消耗的能量越是恐怖,以至於這個宇宙都難以支撐。所以從理論和觀測中可以得出光速只能接近卻無法到達的結論。

    題主給出的問題相當簡單,沒有足夠的條件,排除了能量供應等實際問題,單單只是說飛船一直加速,就算起初的速度再慢,最後也是能夠達到病超過光速的。其實光速在宇宙中可能不算最快,歐洲核子研究中心也曾檢測到中微子的速度可超光速,不過結果還需要繼續驗證。宇宙中存在很多人類還不能解釋的現象,物質的極限速度是光速,但是如果沒有質量或者質量非常小,像中微子質量只有電子的百萬分之一,與其他物質的相互作用十分微弱,就可能獲得更高的速度。

    霍金曾牽頭了一個“突破攝星計劃”,希望將微型探測器加速到光速的20%,飛往並探查距離太陽系4.22光年的半人馬α三合星,而經過計算需要消耗的能量都是很難支撐的,所以這個計劃也進展很艱難,沒聽說有什麼大動作。

  • 6 # 太上邪神

    可以,用愛因斯坦的質能公式和狹義相對論結合可以使飛行器達到光速。

    比如一艘都是用核原料製造的飛船,先用質能公式把核原料的質量轉換能量作為動力進行飛行,飛船質量變小,能量增加飛船的飛行速度變快。隨著飛船飛行速度的增加,根據根據狹義相對論,飛船的質量也會增加,這時就加大核發動機的執行功率,更快地消耗飛船核原料的質量,使飛船的質量不隨速度的增加而變大,使飛船的質量保持恆定,這樣飛船就能源源不斷地獲得能量來加快速度,又不會因為速度的加快使飛船的質量增加,飛船所得到的能量就是憑空產生的,飛船成了永動機。

    愛因斯坦的質能公式與愛因斯坦的狹義相對論自相矛盾,其中必定有一個是錯誤的。在現在熱播的電視劇封神演義裡,帝王之道:明知是錯誤的,也不可以認錯,帝王永遠沒有錯誤。不要期望在金字塔頂層的人物會自動地承認錯誤,他們即使知道是錯誤的,並記下筆記,在臨死之前也要把筆記燒燬,繼續掩蓋錯誤。

  • 7 # 彭曉韜

    首先,飛行器若能持續加速,則其速度肯定可以大於光速,且可以達到任意速度。只要不與其他天體或物體相碰碰撞而破壞;

    其次,光速本來就不是一個固定不變的數值。因為:在真空/均勻介質中,光僅相對產生它的光源/均勻介質本身速度不變,而相對光源/均勻介質(即次生光源)運動的觀測者會測量到不同的光速;在非均勻介質中,光速更不可能不變了!

    再者,目前測量光速的方法多數是存在缺陷的,主要是所測量的物件光並非運動光源產生的光,而是相對測量裝置靜止的光源或次生光源(測量裝置中的反射鏡和半透鏡等均為次生光源,其產生的光之速度當然相對測量裝置是不變的)產生的光,其速度自然相對測量裝置是恆定不變的;

    第四,本人設計了一種可直接測量不同運動狀態的光源產生的入射光的真實速度:利用兩顆相互通視的地球同步衛星在相對光源(太陽和其他天體)不同運動狀態時的基線法進行測量,詳見下文:

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