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  • 1 # 科學認識論

    這個問題其實以現在的科技談論為時過早,因為我們的科技連0.1光速都達不到,更不用說光速了。

    所以以我們現在探測器的速度,去看廣闊無垠的宇宙撞到一顆小石頭的機率幾乎為0。注意你有時看到許多石頭的圖片中,真實的距離遠比你想的長。

    但是如何有一天我們的科技足夠發達了呢?這個問題就需要考慮了。

    對高速飛船有影響的物質

    如果假設未來人類的科技已經發展到0.1光速飛船甚至更快,那麼就不得不考慮星際物質的撞擊問題。

    我們知道在宇宙中間其實充斥著塵埃和氣體。當飛船高速飛行時,我們假設塵埃的密度為星際空洞中的密度,其立方米大約有10^-6顆塵埃,每顆塵埃平均質量約10^-17千克,長度大多數在0.1微米以下。

    那麼這種程度的微型塵埃,確實就算考慮相對論效應,它們所能造成的威脅也很小,但是一個很小積攢成多就不得不重視了。

    這還是小塵埃,如果是100微米以上,並且飛船速度在0.3光速左右,那麼一撞飛船可能就完蛋了。所以未來必須想辦法解決這個問題。

    其次氣體也會對飛船造成損傷,宇宙中有著大量氫原子,因此在和飛船高速撞擊的瞬間,氫原子會離子化——質子和電子會分離,形成質子束和電子束,穿透船體,直接對飛船內的人體和電子儀器形成輻射傷害。

    但是值得慶幸的是這個威脅,至少得飛船速度達到接近光速的時候才比較明顯,對於我們還遙遙無期。

  • 2 # 飛來酷聊吧

    要發明一種驅障器,掃清前進道路上的障礙物,現在還很遙遠,除非我們的飛行器具備中微子的特性,可穿越任何障礙物

  • 3 # 星辰大海路上的種花家

    假設以接近光速飛行在宇宙中,會不會因為撞到宇宙中的某些物質而被摧毀?

    其實倒過來理解就可以了,假如宇宙飛船在靜止狀態下被一粒接近光速的微隕石給撞上了,那您覺得後果是什麼?大概無需經過複雜思維,直接就會脫口而出.....臥槽,肯定玩完了!不妨我們來計算下,比如一艘宇宙飛船以0.9C的速度飛行,撞上了一塊100g的隕石,我們來計算下動能!

    首先0.9C的速度已經非常接近光速,因此必須要考慮一個相對論質量才能來計算最終撞擊時的動能,那麼質增效應幾何呢?

    以V=0.9C代入計算後的質增效應大概為2.29415733倍,其實差的不太大!那麼質增後的總質量約為229g,動能公式如下:

    EK為動能,單位是焦耳,M指物體質量,單位為千克;V為速度,單位為米/秒;

    光速為299792458 米/秒

    那麼代入計算即可:

    E=1/2*0.229*(0.9C)^2=8335504905194615.20218J

    約合:8.34×10^9MJ

    1噸TNT的能量為:4184000000J

    大約相當於:1992233.49噸TNT的當量,即:199萬噸!相當於10枚廣島原子彈!

    當然這個與質量是成正比的,如果撞到1g的微隕石,那麼199萬噸/229=8699噸TNT

    是不是非常可怕的能量,因此速度一旦增加可以用光速的百分之幾來表示的時候,在宇宙中已經是一件非常可怕的事情了,理論上星際空間中儘管空無一物,而事實上充滿了各種塵埃,因此《三體》中以0.1C的速度穿過半人馬座南門二C星外圍的塵埃帶時損失了不少飛船應該就是這個原因!

    而《太空旅客》中的飛船則有一個強大的力場保護罩(飛船速度0.5C)

    但在碰到一塊比較大的隕石後飛船仍然出現了嚴重的故障,因此將星爵的冬眠倉時間控制晶片出現故障而提早醒來,最終倍感寂寞的星爵將大表姐折騰醒了,發生了一段不可描述的故事!

    儘管這是科幻愛情電影而已,但這個特效絕對算得上是大片,而且也有相當的科學理念在內,畢竟如此高速下裸奔絕對是一件極度危險的事情,如果有更好的技術保護,那麼第一個就遠征的飛船給裝上!

    不過就太陽系內而言,這點距離碰到的機率實在比較小,比如旅行者從1977年出發到現在仍然安然無恙,而新視野號儘管速度更快也一路順風!但請不要忘記了,這只是家門口摸了一圈而已.......

  • 4 # 太空科學站

    地球上的飛機最怕的就是鳥兒,一個小鳥甚至能讓飛機墜機,而國際空間站也最怕微隕石,一粒小小的微隕石速度可能比地球上的子彈還快,可以輕鬆的把空間站撞一個洞,小鳥和微隕石之所以有這麼大的威力,全是因為它們的相對速度太快了。

    那麼既然小鳥和微隕石都能摧毀鋼鐵製造的飛機和空間站,那麼光速飛行下的飛船要是撞到微隕石豈不是就瞬間被摧毀了。要知道光速可是每秒三十萬公里,這種速度下一旦撞到東西,整個飛船都有可能瞬間“昇華”。

    不過現在的人類完全不用考慮這種問題,因為我們目前的航天器速度還在光速的千分之幾徘徊,這種速度在宇宙中堪稱“暢通無阻”,我們的旅行者一號的速度只有17km/s,只要沒撞到隕石,旅行者一號就能一直飛下去。

    宇宙空間其實是很空曠的地方,全太陽系的行星排在一起也填不滿地月距離,也就是38萬公里。而宇宙空間中每立方厘米更是隻有幾個原子,但是隻要飛船的速度達到了光速,這些原子就會被劇烈的撞擊飛船外殼,產生的輻射足以殺傷人類或者癱瘓電子裝置。

    所以科幻小說和電影只能怪的光速飛船往往自帶遮蔽力場,專門應對光速飛行中可能出現的撞擊,並且遮蔽宇宙輻射。

    如果將來人類的光速飛船沒有相應的遮蔽力場,那麼撞到一個小隕石就相當於捱了一顆氫彈,所以說沒有防護措施的光速飛船在宇宙中就是紙糊的殼子。

  • 5 # 艾伯史密斯

    答:肯定會的!

    運動是相對的,如果飛船以光速執行,其實在飛船的參考系看來,就是宇宙中的所有物體以光速飛向自己,碰撞瞬間能讓飛船飛灰湮滅。

    相對論描述有靜止質量的物體,執行速度無法達到光速,因為無限接近光速後,需要輸入的能量是無窮大的,這在現實世界中無法實現。

    一個超高速執行的飛船穿梭在宇宙間,由於宇宙之中非常空曠,比如我們銀河系的平均密度,也就一立方米幾個氫原子質量,所以飛船碰到宏觀物體的機率幾乎為零。

    人類向地球外發射的宇宙飛船,已經有一百多艘,太陽系內的小行星或者微塵,都是以極高速度執行,隨便一顆撞擊到飛船,都可能帶來毀滅性的災難。

    但是目前為止,還沒有哪個宇宙飛船,因為微隕石撞擊而失效,只有在國際空間中,出現過微隕石撞擊導致的事故。

    在飛船速度遠達不到光速時,宇宙中的氣體塵埃撞擊飛船,還無法對飛船造成事故;但是飛船在接近光速執行時,就算是一個氣體分子,都可能因為撞擊飛船而導致裝置損壞。

    要是未來人類的飛船可以接近光速執行,那麼可以在飛船前方設計一個防護罩,甚至防護罩可能就是一個力場,比如電影《星際迷航》中的星際聯邦飛船一樣,用來防護飛行過程中與其他物體撞擊產生的威脅。

  • 6 # 章彥博

    高速帶來的破壞是極為驚人的,即便是速度上微小的變化,也能引發能量上極為巨大的改變。究其原因,是因為物體的動能與速度之間的關係,是超線性的。速度增加一倍,能量會增加兩倍、乃至更多。

    上圖表示的,就是速度與能量的關係。可以看到,不論是經典力學,還是相對論,速度產生的能量都是在加速上升的。而根據相對論,能量還會增加的更快。

    能量意味著什麼呢?

    實際上,任何破壞,都需要能量。而通常來說,單位體積內,釋放的能量越大,破壞性也就越強。原子彈之所以比普通的炸彈厲害,就是因為釋放的能量大很多。

    我們來計算一下,一克物質在0.1c、0.5c,以及0.9c時的能量大小。

    即便是0.1c的光速,一克物質的能量也會高達453GJ,相當於四億顆子彈的能量!

    而0.5倍光速則更強,其能量相當於30萬噸TNT炸藥爆炸產生的能量。已經是原子彈級別的能量了。

    到了0.9倍光速,就已經是百萬噸級當量原子彈的威力了。

    所以說,要想以接近光速的速度穿越宇宙,處理沿途的塵埃也是極為重要而嚴峻的問題。

  • 7 # Comfunny

    進入光速範疇後,一切常規物理定律都是待證了,沒有任何證據證明光速行駛的高分子聚合物或者大當量化合物能夠在光速運動時受到非光速物體影響。跳不出這個思維模式,所謂的光速運動就是個偽命題!沒有任何科技可以避免光速運動路徑上遇到障礙物的可能性!這不是科技問題,這是基礎定律問題。

  • 8 # 林氏三胖子

    要想以光速飛行,通訊,導航必須通暢,否則,光有速度,也不行,就像天山童姥那部電影,虛竹空有逍遙子一身功力,卻使不出力那樣

  • 9 # j菸嘴

    這個問題其實是一定會發生的是!而卻撞擊力度還不一般的巨大!和日內瓦對撞機有的一拼!越接近光速或許會撞擊出人類高能物理學家們尋尋覓覓的玩意!哈哈

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