如果飛船的速度超過光速會怎麼樣?
圖1:光速時舷窗外的星光?
圖2:光速時舷窗外的星光?
《星球大戰》中“千年隼”飛船啟動“超光速”巡航狀態時顯示的光線被拉長景象後來科幻電影中的一個經典情節,但根據英國萊斯特大學的研究人員計算發現,超光速旅行過程中應該看不到飛船窗外的恆星光,實際上他們會看到明亮的中央“光碟”。由於多普勒效應,電磁波的波長將變短,頻率增加,將進入可見光範圍,因此超光速飛行器上的成員將看到宇宙微波背景輻射,他們就只會看到窗外出現明亮的中央圓盤,而可見光波段由於多普勒效應激進入X波段甚至更高,或者成員需要防輻射的舷窗。因此他們看到的可能與我們電影中的景象完全不一樣。
接下來我們進入正題,看看“如果飛船速度超過光速會怎麼樣?”
或者我們需要設定兩種條件,要不然愛因斯坦一棒子就把你給打死了,連這個問題都沒有探討的必要了哈
在相對論的框架內,實體物質是不能超過光速的,甚至都不能等於光速。為何會這樣?我們來看個簡單的公式,打個比方我們要去一光年外的地方,那麼我們來計算下:
一光年94608億公里,那麼根據尺縮效應計算真正的飛行距離為如下結果
以上以簡單數字代替,2就代表2倍光速,按如此計算公式,計算出來的尺縮效應之後的真正距離應該是負數吧,距離不可能為負數嘛,理論上說好像是在開始計時之前就到了?還是我們回到了過去?因此在經典相對論的時空尺度內,是不能等於或者超過光速的(因為等於光速的話尺縮效應後距離就是0,出發即到達)。
看起來我們已經被上個世紀提出的相對論框死在光速內了,還有別的方法跳出這個框架的壁壘嗎?當然有,另一種曲率驅動的方案可以不受相對論的限制,達到光速甚至超過光速很多倍也不會出現回到過去種種悖論的狀況。
曲率驅動可以製造一個曲率泡將飛船包裹在這個空間內,外部空間則受到後方壓縮有的空間與前方拉伸空間的雙重推拉效應快速前行,但飛船相對於曲率泡內的時空並無移動,飛船內部的乘員甚至感受不到其運動的慣性,即使飛行器在超過N倍光速的情況下也一樣如此。
這種方式可以完美的避免相對論所框定的尷尬狀況:即使人類有一天真的實現了無限接近光速的技術,但旅行回來,乘員的親人都已經老去,甚至他們回來後已經不在同一個時代,我想除了沒有親人的孤兒或者很少有人會執行如此任務,即使有時代跨越太久,對於科技發展極為不利。
如果飛船的速度超過光速會怎麼樣?
圖1:光速時舷窗外的星光?
圖2:光速時舷窗外的星光?
《星球大戰》中“千年隼”飛船啟動“超光速”巡航狀態時顯示的光線被拉長景象後來科幻電影中的一個經典情節,但根據英國萊斯特大學的研究人員計算發現,超光速旅行過程中應該看不到飛船窗外的恆星光,實際上他們會看到明亮的中央“光碟”。由於多普勒效應,電磁波的波長將變短,頻率增加,將進入可見光範圍,因此超光速飛行器上的成員將看到宇宙微波背景輻射,他們就只會看到窗外出現明亮的中央圓盤,而可見光波段由於多普勒效應激進入X波段甚至更高,或者成員需要防輻射的舷窗。因此他們看到的可能與我們電影中的景象完全不一樣。
接下來我們進入正題,看看“如果飛船速度超過光速會怎麼樣?”
或者我們需要設定兩種條件,要不然愛因斯坦一棒子就把你給打死了,連這個問題都沒有探討的必要了哈
在相對論的框架內,實體物質是不能超過光速的,甚至都不能等於光速。為何會這樣?我們來看個簡單的公式,打個比方我們要去一光年外的地方,那麼我們來計算下:
一光年94608億公里,那麼根據尺縮效應計算真正的飛行距離為如下結果
以上以簡單數字代替,2就代表2倍光速,按如此計算公式,計算出來的尺縮效應之後的真正距離應該是負數吧,距離不可能為負數嘛,理論上說好像是在開始計時之前就到了?還是我們回到了過去?因此在經典相對論的時空尺度內,是不能等於或者超過光速的(因為等於光速的話尺縮效應後距離就是0,出發即到達)。
看起來我們已經被上個世紀提出的相對論框死在光速內了,還有別的方法跳出這個框架的壁壘嗎?當然有,另一種曲率驅動的方案可以不受相對論的限制,達到光速甚至超過光速很多倍也不會出現回到過去種種悖論的狀況。
曲率驅動可以製造一個曲率泡將飛船包裹在這個空間內,外部空間則受到後方壓縮有的空間與前方拉伸空間的雙重推拉效應快速前行,但飛船相對於曲率泡內的時空並無移動,飛船內部的乘員甚至感受不到其運動的慣性,即使飛行器在超過N倍光速的情況下也一樣如此。
這種方式可以完美的避免相對論所框定的尷尬狀況:即使人類有一天真的實現了無限接近光速的技術,但旅行回來,乘員的親人都已經老去,甚至他們回來後已經不在同一個時代,我想除了沒有親人的孤兒或者很少有人會執行如此任務,即使有時代跨越太久,對於科技發展極為不利。