人類真的可以發明出光速的飛行器嗎?

騎舒可的貝塔


按照現有的理論限制以及實際情況,人類無法制造出來光速的飛行器,但是在一些設想中,卻存在著比光速還快很多很多倍的飛行器,但設想理念並不違背現有的理論,所以不失為未來可行的辦法。

接近光速的速度是可以達到的,霍金於2016年提出了突破攝星計劃,計劃的主要內容是,設計出納米級飛行器,在不足一平方釐米的飛行器上裝備著攝影設備、光驅動系統、導航以及通訊設備,這也考驗著人類在微型設備上的技術能力。

雖然該計劃吸引了一部分人的投資,但是目前進展如何,還沒有相關信息。如果按照計劃的預想,那麼將會製造出來飛行速度最快可達五分之一光速的飛行器,前往距離太陽系最近的恆星系半人馬座α星星系。

顯然,這樣的項目需要花費更多的時間與資金,短期內是無法實現的,但是好在有人已經開始在做了。

在科幻電影中常常看到人類的星艦動輒就在宇宙之中穿梭數百數千光年,這樣的科技讓人羨慕,如果可以達到,那麼人類文明才真的可謂是星際文明。設想中的飛行器在飛行時都是利用的是時空的特性,它不違揹人類已知的公理——有效信息的傳遞不能達到光速。

像超空間躍遷、曲率引擎、蟲洞穿梭、翹曲空間等等設想,都有可能成為未來人類製造飛行器的基本構想。我們知道,在宇宙空間的尺度上,動輒成千上萬光年,所以,人類必須要擁有更加簡便的方法,不然,人類可能真的要始終都待在太陽系內了,這對於像人類這樣的智慧種族來說,無疑是一種遺憾。


一枚遊戲科幻迷


人類自誕生之日起,就執著於追求更快的速度,不過目前人類最快的飛行速度為39897公里/小時,這一紀錄已保持了46年。

斯蒂芬·霍金就曾經表示,有朝一日人們有可能製造出飛行速度接近光速的飛船,理論上可以達到每小時6.5億英里,而這種飛船上的時間流逝速度則會相對較慢,因此,人們能搭乘這種飛船造訪遙遠的星系,實現夢寐以求的星際旅行夢想。

但即便我們能克服建造出超快速飛行器的諸多技術難題,我們主要由水組成的脆弱柔軟的身體仍將不得不面臨許多與超高速行進有關的問題。

不管如何獲得超過40000公里/小時的速度,我們都必須慢慢加速到這樣的速度。對於人這種生物來說,加速和減速過快都可能帶來致命的傷害:只要想想撞車時,車的速度在幾秒鐘內從數百公里/小時下降到零給人體帶來的嚴重傷害,我們就會不寒而慄。牛頓也表達過這樣的概念:任何物體在不受任何外力的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。這一定律被稱為牛頓第一定律,也就是所謂的慣性定律。布瑞表示:“對於人體而言,勻速是好事,我們要擔心的不是速度,而是加速度。”

一般人大約能承受從頭到腳方向5倍重力加速度帶來的影響,超出這一限度就會陷入昏迷。而受過專業訓練並穿著專業飛行抗壓服的飛行員,則能在9倍重力加速度的影響下仍然意識清楚地操控飛行器。總部設在弗吉尼亞州的美國航空航天醫學協會的執行主管傑夫·斯文特克表示:“短時間而言,人體能承受遠超9倍重力加速度的影響,但如果持續時間過長,就很少有人能承受得了。”

所以超光速目前還只是人們的一個幻想,但這也並非是天馬行空毫無道理的想象。其中一種名為“曲率驅動”的黑科技就給人類帶來希望,這種技術最早出現在美劇《星際迷航(Star Trek)》中,最初只是一個不切實際的幻想,但1994年,理論物理學家米給爾·阿庫別瑞提出了以他本人的名字為名的“阿庫別瑞引擎”,使超光速航行變得可能。

阿庫別瑞提出,理論上,宇宙飛船裝上這種能令前方空間收縮、令後方空間膨脹的曲速引擎後,能創造出一種“曲速氣泡”,令空間扭曲,從而實現跨星際旅行。因為移動由曲速氣泡帶動,身處其中的宇宙飛船實際上並沒有做出超越光速的移動,故不會違背廣義相對論“萬事萬物都不能超越光速”的理論,而且,也不會出現時間變慢等相對論效應。戴維斯表示:“如果說傳統的飛行方式就像在水中游泳,那麼,阿庫別瑞驅動就像是衝浪板帶著你在浪尖上衝浪一樣。”


俊世太保


按當前的科技理論和實驗,人類還不可能發明出光速的飛行器。

按照牛頓的經典物理,你可以只要施加作用力,就可以一直獲取加速度,隨著時間的增加,你的速度也不斷的增加,這樣貌似我們可以達到任意速度。然而,愛因斯坦的相對論打破了這種夢想,愛因斯坦在數學上就證明了光速是一種極限,任何物體在高速運動的情況要考慮相對論效應。

相對論理論中光速的限制

簡單的說,一切具有質量的物體在高速運動時,他的運動質量會隨速度而增加,這就導致你無法一直產生加速度,由於光子是沒有質量的,所以真空中的光速是目前已知最快的速度,光速是其他任何運動物體速度的極限,可能逼近光速,但永遠無法達到乃至超過光速,這也是現代物理目前公認的定律。成千上萬的實驗驗證了這一點,比如,GPS的導航只有考慮相對論效應才可能精確定位。


既然速度不夠,可以用蟲洞抄近路

從上面分析,知道人類的飛行器當然無法實現光速,即使科幻小說中三體文明這樣的艦隊也只能以十分之一光速逼近地球。為了實現超遠距離的飛行,面對光速的限制,未來人類更多會利用時空的彎曲與延展,採取蟲洞這樣的空間通道來實現抄小路,利用時空的扭曲來實現瞬間的移動,當然目前只是理論而已,人們對如何實現蟲洞,以及蟲洞的性質還都是未知的,這種蟲洞技術當然是人類目前美好的想象,也許其他外星文明已經實現了星際旅行。

量子實驗室,歡迎評論和關注。


量子實驗室


人類真的可以發明出光速的飛行器嗎?

在狹義相對論框架內,我們地球文明這點微末道行是製造不出光速飛行器的,很簡單一個質增效應就會導致推力再大的發動機都將無法將任何一個有質量的物體再增加1MM的速度。

質增效應公式,相信您應該可以算出來物體的速度等於光速時m的值應該是趨向於∞吧,那麼即使推力再大的發動機又能將一個無窮大質量的物體推進超過光速呢?這完全就是一件不成立的假設!

那麼我們就沒有辦法了嗎?當然不是,有多種理論可以實現超過光速的旅行,相信大家應該已經耳朵長繭了吧,如果您對曲率飛行耳熟能詳的話,下面的文字就不用看了,因為現在的人想不出還能以其他方式突破狹義相對論中的質增效應限制。

曲率驅動是一種壓縮飛船前方空間,拉伸後方空間,然後讓空間推著飛船前進的一種驅動方式,由於飛船左右前後的空間是隨飛船一起飛行的,因此飛行器相對有周圍的時空是靜止的,但包裹著飛船的空間卻在以光速旅行

這樣的畫面熟悉嗎?

這個是不是也很熟悉?

還有一種超越光速的理論 製造連接兩個超遠距離空間的隧道結構,穿行這個隧道並不需要太多的時間,但卻在實際中跨越了數千光年的距離。

熟悉這種結構嗎?

迄今為止僅僅有這個理論而已,至於如何實現那不是我們現在能考慮的,也許我們這一代人只負責考慮方案,如何實現讓下一代去操作吧,超越光速或者就如當年超越音速一樣成為一個里程碑似的事件,當然也許在未來實現了超光速之後我們可以如此作為一個案例,但現在依然任重而道遠......


星辰大海路上的種花家


這個問題有意義嗎?

首先說說能不能達到光速,根據相對論任何有質量的物質都不可能達到光速。因為光速是個陷阱,當物質越接近光速時其質量會變得越大,而加速更大質量的物質所需要的能量就越大,當物質速度無限接近於光速時其質量也就變成了無窮大,繼續將其加速所需要的能量是無法提供的。

另外根據愛因斯坦的理論即便人達到了光速進行星際漫遊時時間會變慢甚至停滯,一旦沒有了時間去衡量距離那速度也就沒有了意義。

當然這些高深的理論沒有人驗證過,也無從辨別對錯,但是有一點從實際出發的客觀條件決定了人類永遠不能以光速進行旅行。

我們知道我們在走路、奔跑、駕車時我們需要眼睛來判斷下一步的行進方向,以避免與其他物體碰撞。蝙蝠的方式比較特別它是以回聲作為躲避障礙的方式,這就決定了它永遠都不能做超越聲速的飛行,因為超過了聲速它不可能得到回聲提供給它的障礙信息,也就不會做出避讓,這會使它撞的體無完膚。而我們駕駛飛機飛行時需要雷達導引以避開障礙,因為依靠視覺已經不能保證安全了,雖然我們的視覺也可以進行光速導航,但是視界以及信息處理所需的時間已經不能滿足告訴飛行的需要了。所以需要與光速同速的但接受更靈敏的雷達,而這決定了我們不能快於我們可以獲取運動方向信息的途徑也就是光速,因為不要說達到光速,即便是接近光速我們就是去了獲取前進方向信息的途徑。就如同一個瞎子駕駛著布加迪在森林裡飛奔!

所以不要再討論能不能達到光速了,還是研究一下蟲洞吧。


海岸線劉52750018263


目前來說人類發明出光速的飛行器是不現實的也是不可能做到的,根據愛因斯坦的相對論,當物體的速度達到光速時它的質量會增加到無窮大,這時候再想要讓它加速將會需要無窮的能量,也就是說根本沒有辦法讓物體的速度達到光速甚至是超越光速。

但是隨著科學的發展和理論的完善,也許未來超越光速也不是不可能。未來人類宇航技術發展的方向,我認為還是要依託於時空扭曲

。我們可以假想宇宙是一張巨大的紙,那麼地球就是這張紙上的一個很小很小的點而已,假想這個點在這張紙的一個角上,我們想要達到與其相對的那個角上,現實中我們知道兩點之間直線距離最短,但是如果真的是這樣的話,那麼我們恐怕窮盡所有的時間都無法到達。這個時候呢,我們就可以想如果這張紙可以被摺疊的話那麼我們沿著對角線摺疊的話那麼兩者之間的距離就是一步之遙,這就是關於時空扭曲的一種假想。



為什麼會有這樣的想法呢?這就要從我們宇宙的維數說起,以我們的常識我們或許都認為宇宙就是三個維度的,但是實際上並不是這樣的,一些宇宙學家認為,宇宙有著多達11個緯度,而人類是生活在三維空間的生物,無法理解更高維的世界,就像二維生物螞蟻只能理解前後左右的概念而無法理解上下。多維空間我們無法感知但是不是意味著不存在,而是因為高維空間被摺疊了,而我們要做的就是找到對摺宇宙的方法或者是找到宇宙中已經被對摺的地方,而蟲洞就是一個很重要的突破口。

自人類誕生以來,就執著於追求更高的速度,但是人類現在能夠達到的最高速度也不過幾萬公里每小時。霍金曾經就說過,人類有朝一日有可能造出飛行速度接近光速的飛行器,但是需要克服的難題真的很多,短時間裡無法達到。就比如說人類的身體無法承受5倍重力加速度帶來的影響,宇航員最多也不能超過9倍重力加速度,這也就意味著即使可以達到光速需要的加速時間也會很長。這不過是人類的一些幻想罷了,但是也不是意味著這就是毫無道理的想象,未來人類可能發明一種名為“曲率驅動”的高科技產品,在宇宙飛船上裝上這個能夠令前方空間收縮,後方空間膨脹的“曲率引擎”後,能夠製造出一種“曲率氣泡”,能夠使空間扭曲,從而實現星際旅行。

還是對未來人類製造出光速飛行器充滿期待吧!夢想還是要有的,萬一實現了呢?


鏡像宇宙


絕對速度來說,人類的飛行器無法達到光速,愛因斯坦狹義相對論已經表明了這點,而接近光速的速度人類還是可以追求的,不過由於需要耗費巨大的能量,在實際的操作中會遇到很大的難題!

但是,大自然並不是沒有給人類留任何後路,老天在關閉一扇門的同時,總是會打開另外一扇門。

如果說人類追求絕對速度計較困難,那麼間接地去超越光速會是更好的方式,而大自然的行為已經給出了我們答案。

比如說我們的宇宙如今還在超光速膨脹,這種超光速並不違反愛因斯坦的狹義相對論,只是空間的膨脹,本身並不傳達任何信息。

但我們可以空間可以超光速膨脹的特性操縱空間結構,製造出“曲速引擎”飛船,在時空結構中“乘風破浪”,以遠超光速的速度飛行!

還有就是可以利用“蟲洞”和“量子糾纏”的方式來完成“超光速”,這兩種概念目前只停留在理論上,但留給了我們未來發展的無限可能!


宇宙探索


根據狹義相對論,人類無法制造出光速飛行器,只可能製造出接近光速或者說亞光速的飛行器。關於這個問題,我們可以看一看如下這張圖:

可以看到,一旦飛行器的運動速度達到亞光速,它的運動質量就會增加到不可忽略的地步,此時必須要考慮到相對論效應。而當飛行器的運動速度無限接近光速之時,它的運動質量將會跟著趨向無窮大,所以飛行器不可能無止境地加速到光速,因為加速到光速需要無窮多的能量。總之,想要使飛行器的局域速度達到光速是不可能實現的,只可能達到亞光速的程度。

如果要使飛行器實現“超光速”飛行,只能藉助時空捷徑:蟲洞。蟲洞的兩邊可以是相距非常遙遠的時空,穿過蟲洞只需一些時間,這樣就能在短時間內從宇宙的一端轉移到另一端。如果以距離除以時間來計算平均速度,那麼,飛行器的速度將會“超過光速”。就像在電影《星際穿越》中那樣,土星周圍的蟲洞連接到一個河外星系,當飛船進入蟲洞一端從另一端出來之後,就能“實現超光速”的現象,但這並沒有違背狹義相對論。

事實上,不用蟲洞,也不用速度等於光速,飛行器也可以在短時間內實現星際距離。只要飛行器的運動速度逐漸接近管光速,它上面的時間流逝速率會比地球上慢得多。因此,對於飛行器上的觀察者而言,它們可以在短時間內去往在靜止時所認為的遙遠地方。這種效應並不與狹義相對論矛盾,因為亞光速運動不但會發生鐘慢效應,而且也會發生尺縮效應,但不會出現超光速的情況。


火星一號


在目前的框架下,物理定律不允許有質量的物體達到光速。比如任意一個原子,它就不能達到光速。而光本身由於沒有質量,所以可以達到光速。

有的人可能會說,「現有的理論可能是錯的,未來什麼都有可能發生」。誠然,現有的理論當然有可能是錯的,但你得找出更好的理論來解釋新的實驗,才能拋開現今的理論去談問題。

如果只是認為「一切皆有可能」,而又不基於堅實的理論,那麼談論的東西會非常膚淺。換句話說,你說的話如果沒有理論支持,那三歲小孩也可以這麼說,但這些話又有什麼意義呢?

在現在的理論框架下,物體在接近光速的時候,質量會增加,對應的動能也會急劇增加。在狹義相對論的能量公式中,如果你把速度 = 光速帶入計算,你會發現,動能 = 無窮大。

然而在已知的宇宙中,恐怕找不到無窮大的能量源。人類不行,太陽不行,銀河系也不行。即便真有無窮的能量,你也沒有足夠的時間來提供能量。

所以,綜上所述,不能。


章彥博


我來回答一下,鄙人不才沒有高深學問,但看了幾個人的回答我想提幾點個人看法;

1/地球上我們肉眼能看到的生物個人覺得不存在2維生物。如螞蟻,只是我們人類認為他是在一個平面。我的意思是螞蟻在人類視線感覺是二維,那我們人類或許在其它生物眼裡也僅是二維;假如螞蟻發明瞭望遠鏡從北京看到深圳,在螞蟻的概念裡要多久才能到達?它用什麼方式才能到深圳?他自己造任何東西都不可能,最快捷徑就是找到規矩,發現人類還有火車這個好東西,直接爬上去兩天就到了;

2/所謂的宇宙如A4紙,對角折後就是一步之遙。紙張是我們人類對摺後形成捷徑(紙張不可以自己無緣無故對摺吧?),而我們的宇宙誰幫我們對摺?假如有人或者其它啥幫我折宇宙,那我們到了另外一邊有多大意義?

3/所謂一花一世界,任何事物都是相對的。幾畝地相對於螞蟻就是世界一個村估計就是他的宇宙;相對於身體的寄生蟲,我們本身就是一個宇宙;地球是我們的家園,浩瀚星空就是我們的宇宙,或許我們的近親也還有很多;


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