人类真的可以发明出光速的飞行器吗?

骑舒可的贝塔


按照现有的理论限制以及实际情况,人类无法制造出来光速的飞行器,但是在一些设想中,却存在着比光速还快很多很多倍的飞行器,但设想理念并不违背现有的理论,所以不失为未来可行的办法。

接近光速的速度是可以达到的,霍金于2016年提出了突破摄星计划,计划的主要内容是,设计出纳米级飞行器,在不足一平方厘米的飞行器上装备着摄影设备、光驱动系统、导航以及通讯设备,这也考验着人类在微型设备上的技术能力。

虽然该计划吸引了一部分人的投资,但是目前进展如何,还没有相关信息。如果按照计划的预想,那么将会制造出来飞行速度最快可达五分之一光速的飞行器,前往距离太阳系最近的恒星系半人马座α星星系。

显然,这样的项目需要花费更多的时间与资金,短期内是无法实现的,但是好在有人已经开始在做了。

在科幻电影中常常看到人类的星舰动辄就在宇宙之中穿梭数百数千光年,这样的科技让人羡慕,如果可以达到,那么人类文明才真的可谓是星际文明。设想中的飞行器在飞行时都是利用的是时空的特性,它不违背人类已知的公理——有效信息的传递不能达到光速。

像超空间跃迁、曲率引擎、虫洞穿梭、翘曲空间等等设想,都有可能成为未来人类制造飞行器的基本构想。我们知道,在宇宙空间的尺度上,动辄成千上万光年,所以,人类必须要拥有更加简便的方法,不然,人类可能真的要始终都待在太阳系内了,这对于像人类这样的智慧种族来说,无疑是一种遗憾。


一枚游戏科幻迷


人类自诞生之日起,就执着于追求更快的速度,不过目前人类最快的飞行速度为39897公里/小时,这一纪录已保持了46年。

斯蒂芬·霍金就曾经表示,有朝一日人们有可能制造出飞行速度接近光速的飞船,理论上可以达到每小时6.5亿英里,而这种飞船上的时间流逝速度则会相对较慢,因此,人们能搭乘这种飞船造访遥远的星系,实现梦寐以求的星际旅行梦想。

但即便我们能克服建造出超快速飞行器的诸多技术难题,我们主要由水组成的脆弱柔软的身体仍将不得不面临许多与超高速行进有关的问题。

不管如何获得超过40000公里/小时的速度,我们都必须慢慢加速到这样的速度。对于人这种生物来说,加速和减速过快都可能带来致命的伤害:只要想想撞车时,车的速度在几秒钟内从数百公里/小时下降到零给人体带来的严重伤害,我们就会不寒而栗。牛顿也表达过这样的概念:任何物体在不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。这一定律被称为牛顿第一定律,也就是所谓的惯性定律。布瑞表示:“对于人体而言,匀速是好事,我们要担心的不是速度,而是加速度。”

一般人大约能承受从头到脚方向5倍重力加速度带来的影响,超出这一限度就会陷入昏迷。而受过专业训练并穿着专业飞行抗压服的飞行员,则能在9倍重力加速度的影响下仍然意识清楚地操控飞行器。总部设在弗吉尼亚州的美国航空航天医学协会的执行主管杰夫·斯文特克表示:“短时间而言,人体能承受远超9倍重力加速度的影响,但如果持续时间过长,就很少有人能承受得了。”

所以超光速目前还只是人们的一个幻想,但这也并非是天马行空毫无道理的想象。其中一种名为“曲率驱动”的黑科技就给人类带来希望,这种技术最早出现在美剧《星际迷航(Star Trek)》中,最初只是一个不切实际的幻想,但1994年,理论物理学家米给尔·阿库别瑞提出了以他本人的名字为名的“阿库别瑞引擎”,使超光速航行变得可能。

阿库别瑞提出,理论上,宇宙飞船装上这种能令前方空间收缩、令后方空间膨胀的曲速引擎后,能创造出一种“曲速气泡”,令空间扭曲,从而实现跨星际旅行。因为移动由曲速气泡带动,身处其中的宇宙飞船实际上并没有做出超越光速的移动,故不会违背广义相对论“万事万物都不能超越光速”的理论,而且,也不会出现时间变慢等相对论效应。戴维斯表示:“如果说传统的飞行方式就像在水中游泳,那么,阿库别瑞驱动就像是冲浪板带着你在浪尖上冲浪一样。”


俊世太保


按当前的科技理论和实验,人类还不可能发明出光速的飞行器。

按照牛顿的经典物理,你可以只要施加作用力,就可以一直获取加速度,随着时间的增加,你的速度也不断的增加,这样貌似我们可以达到任意速度。然而,爱因斯坦的相对论打破了这种梦想,爱因斯坦在数学上就证明了光速是一种极限,任何物体在高速运动的情况要考虑相对论效应。

相对论理论中光速的限制

简单的说,一切具有质量的物体在高速运动时,他的运动质量会随速度而增加,这就导致你无法一直产生加速度,由于光子是没有质量的,所以真空中的光速是目前已知最快的速度,光速是其他任何运动物体速度的极限,可能逼近光速,但永远无法达到乃至超过光速,这也是现代物理目前公认的定律。成千上万的实验验证了这一点,比如,GPS的导航只有考虑相对论效应才可能精确定位。


既然速度不够,可以用虫洞抄近路

从上面分析,知道人类的飞行器当然无法实现光速,即使科幻小说中三体文明这样的舰队也只能以十分之一光速逼近地球。为了实现超远距离的飞行,面对光速的限制,未来人类更多会利用时空的弯曲与延展,采取虫洞这样的空间通道来实现抄小路,利用时空的扭曲来实现瞬间的移动,当然目前只是理论而已,人们对如何实现虫洞,以及虫洞的性质还都是未知的,这种虫洞技术当然是人类目前美好的想象,也许其他外星文明已经实现了星际旅行。

量子实验室,欢迎评论和关注。


量子实验室


人类真的可以发明出光速的飞行器吗?

在狭义相对论框架内,我们地球文明这点微末道行是制造不出光速飞行器的,很简单一个质增效应就会导致推力再大的发动机都将无法将任何一个有质量的物体再增加1MM的速度。

质增效应公式,相信您应该可以算出来物体的速度等于光速时m的值应该是趋向于∞吧,那么即使推力再大的发动机又能将一个无穷大质量的物体推进超过光速呢?这完全就是一件不成立的假设!

那么我们就没有办法了吗?当然不是,有多种理论可以实现超过光速的旅行,相信大家应该已经耳朵长茧了吧,如果您对曲率飞行耳熟能详的话,下面的文字就不用看了,因为现在的人想不出还能以其他方式突破狭义相对论中的质增效应限制。

曲率驱动是一种压缩飞船前方空间,拉伸后方空间,然后让空间推着飞船前进的一种驱动方式,由于飞船左右前后的空间是随飞船一起飞行的,因此飞行器相对有周围的时空是静止的,但包裹着飞船的空间却在以光速旅行

这样的画面熟悉吗?

这个是不是也很熟悉?

还有一种超越光速的理论 制造连接两个超远距离空间的隧道结构,穿行这个隧道并不需要太多的时间,但却在实际中跨越了数千光年的距离。

熟悉这种结构吗?

迄今为止仅仅有这个理论而已,至于如何实现那不是我们现在能考虑的,也许我们这一代人只负责考虑方案,如何实现让下一代去操作吧,超越光速或者就如当年超越音速一样成为一个里程碑似的事件,当然也许在未来实现了超光速之后我们可以如此作为一个案例,但现在依然任重而道远......


星辰大海路上的种花家


这个问题有意义吗?

首先说说能不能达到光速,根据相对论任何有质量的物质都不可能达到光速。因为光速是个陷阱,当物质越接近光速时其质量会变得越大,而加速更大质量的物质所需要的能量就越大,当物质速度无限接近于光速时其质量也就变成了无穷大,继续将其加速所需要的能量是无法提供的。

另外根据爱因斯坦的理论即便人达到了光速进行星际漫游时时间会变慢甚至停滞,一旦没有了时间去衡量距离那速度也就没有了意义。

当然这些高深的理论没有人验证过,也无从辨别对错,但是有一点从实际出发的客观条件决定了人类永远不能以光速进行旅行。

我们知道我们在走路、奔跑、驾车时我们需要眼睛来判断下一步的行进方向,以避免与其他物体碰撞。蝙蝠的方式比较特别它是以回声作为躲避障碍的方式,这就决定了它永远都不能做超越声速的飞行,因为超过了声速它不可能得到回声提供给它的障碍信息,也就不会做出避让,这会使它撞的体无完肤。而我们驾驶飞机飞行时需要雷达导引以避开障碍,因为依靠视觉已经不能保证安全了,虽然我们的视觉也可以进行光速导航,但是视界以及信息处理所需的时间已经不能满足告诉飞行的需要了。所以需要与光速同速的但接受更灵敏的雷达,而这决定了我们不能快于我们可以获取运动方向信息的途径也就是光速,因为不要说达到光速,即便是接近光速我们就是去了获取前进方向信息的途径。就如同一个瞎子驾驶着布加迪在森林里飞奔!

所以不要再讨论能不能达到光速了,还是研究一下虫洞吧。


海岸线刘52750018263


目前来说人类发明出光速的飞行器是不现实的也是不可能做到的,根据爱因斯坦的相对论,当物体的速度达到光速时它的质量会增加到无穷大,这时候再想要让它加速将会需要无穷的能量,也就是说根本没有办法让物体的速度达到光速甚至是超越光速。

但是随着科学的发展和理论的完善,也许未来超越光速也不是不可能。未来人类宇航技术发展的方向,我认为还是要依托于时空扭曲

。我们可以假想宇宙是一张巨大的纸,那么地球就是这张纸上的一个很小很小的点而已,假想这个点在这张纸的一个角上,我们想要达到与其相对的那个角上,现实中我们知道两点之间直线距离最短,但是如果真的是这样的话,那么我们恐怕穷尽所有的时间都无法到达。这个时候呢,我们就可以想如果这张纸可以被折叠的话那么我们沿着对角线折叠的话那么两者之间的距离就是一步之遥,这就是关于时空扭曲的一种假想。



为什么会有这样的想法呢?这就要从我们宇宙的维数说起,以我们的常识我们或许都认为宇宙就是三个维度的,但是实际上并不是这样的,一些宇宙学家认为,宇宙有着多达11个纬度,而人类是生活在三维空间的生物,无法理解更高维的世界,就像二维生物蚂蚁只能理解前后左右的概念而无法理解上下。多维空间我们无法感知但是不是意味着不存在,而是因为高维空间被折叠了,而我们要做的就是找到对折宇宙的方法或者是找到宇宙中已经被对折的地方,而虫洞就是一个很重要的突破口。

自人类诞生以来,就执着于追求更高的速度,但是人类现在能够达到的最高速度也不过几万公里每小时。霍金曾经就说过,人类有朝一日有可能造出飞行速度接近光速的飞行器,但是需要克服的难题真的很多,短时间里无法达到。就比如说人类的身体无法承受5倍重力加速度带来的影响,宇航员最多也不能超过9倍重力加速度,这也就意味着即使可以达到光速需要的加速时间也会很长。这不过是人类的一些幻想罢了,但是也不是意味着这就是毫无道理的想象,未来人类可能发明一种名为“曲率驱动”的高科技产品,在宇宙飞船上装上这个能够令前方空间收缩,后方空间膨胀的“曲率引擎”后,能够制造出一种“曲率气泡”,能够使空间扭曲,从而实现星际旅行。

还是对未来人类制造出光速飞行器充满期待吧!梦想还是要有的,万一实现了呢?


镜像宇宙


绝对速度来说,人类的飞行器无法达到光速,爱因斯坦狭义相对论已经表明了这点,而接近光速的速度人类还是可以追求的,不过由于需要耗费巨大的能量,在实际的操作中会遇到很大的难题!

但是,大自然并不是没有给人类留任何后路,老天在关闭一扇门的同时,总是会打开另外一扇门。

如果说人类追求绝对速度计较困难,那么间接地去超越光速会是更好的方式,而大自然的行为已经给出了我们答案。

比如说我们的宇宙如今还在超光速膨胀,这种超光速并不违反爱因斯坦的狭义相对论,只是空间的膨胀,本身并不传达任何信息。

但我们可以空间可以超光速膨胀的特性操纵空间结构,制造出“曲速引擎”飞船,在时空结构中“乘风破浪”,以远超光速的速度飞行!

还有就是可以利用“虫洞”和“量子纠缠”的方式来完成“超光速”,这两种概念目前只停留在理论上,但留给了我们未来发展的无限可能!


宇宙探索


根据狭义相对论,人类无法制造出光速飞行器,只可能制造出接近光速或者说亚光速的飞行器。关于这个问题,我们可以看一看如下这张图:

可以看到,一旦飞行器的运动速度达到亚光速,它的运动质量就会增加到不可忽略的地步,此时必须要考虑到相对论效应。而当飞行器的运动速度无限接近光速之时,它的运动质量将会跟着趋向无穷大,所以飞行器不可能无止境地加速到光速,因为加速到光速需要无穷多的能量。总之,想要使飞行器的局域速度达到光速是不可能实现的,只可能达到亚光速的程度。

如果要使飞行器实现“超光速”飞行,只能借助时空捷径:虫洞。虫洞的两边可以是相距非常遥远的时空,穿过虫洞只需一些时间,这样就能在短时间内从宇宙的一端转移到另一端。如果以距离除以时间来计算平均速度,那么,飞行器的速度将会“超过光速”。就像在电影《星际穿越》中那样,土星周围的虫洞连接到一个河外星系,当飞船进入虫洞一端从另一端出来之后,就能“实现超光速”的现象,但这并没有违背狭义相对论。

事实上,不用虫洞,也不用速度等于光速,飞行器也可以在短时间内实现星际距离。只要飞行器的运动速度逐渐接近管光速,它上面的时间流逝速率会比地球上慢得多。因此,对于飞行器上的观察者而言,它们可以在短时间内去往在静止时所认为的遥远地方。这种效应并不与狭义相对论矛盾,因为亚光速运动不但会发生钟慢效应,而且也会发生尺缩效应,但不会出现超光速的情况。


火星一号


在目前的框架下,物理定律不允许有质量的物体达到光速。比如任意一个原子,它就不能达到光速。而光本身由于没有质量,所以可以达到光速。

有的人可能会说,「现有的理论可能是错的,未来什么都有可能发生」。诚然,现有的理论当然有可能是错的,但你得找出更好的理论来解释新的实验,才能抛开现今的理论去谈问题。

如果只是认为「一切皆有可能」,而又不基于坚实的理论,那么谈论的东西会非常肤浅。换句话说,你说的话如果没有理论支持,那三岁小孩也可以这么说,但这些话又有什么意义呢?

在现在的理论框架下,物体在接近光速的时候,质量会增加,对应的动能也会急剧增加。在狭义相对论的能量公式中,如果你把速度 = 光速带入计算,你会发现,动能 = 无穷大。

然而在已知的宇宙中,恐怕找不到无穷大的能量源。人类不行,太阳不行,银河系也不行。即便真有无穷的能量,你也没有足够的时间来提供能量。

所以,综上所述,不能。


章彦博


我来回答一下,鄙人不才没有高深学问,但看了几个人的回答我想提几点个人看法;

1/地球上我们肉眼能看到的生物个人觉得不存在2维生物。如蚂蚁,只是我们人类认为他是在一个平面。我的意思是蚂蚁在人类视线感觉是二维,那我们人类或许在其它生物眼里也仅是二维;假如蚂蚁发明了望远镜从北京看到深圳,在蚂蚁的概念里要多久才能到达?它用什么方式才能到深圳?他自己造任何东西都不可能,最快捷径就是找到规矩,发现人类还有火车这个好东西,直接爬上去两天就到了;

2/所谓的宇宙如A4纸,对角折后就是一步之遥。纸张是我们人类对折后形成捷径(纸张不可以自己无缘无故对折吧?),而我们的宇宙谁帮我们对折?假如有人或者其它啥帮我折宇宙,那我们到了另外一边有多大意义?

3/所谓一花一世界,任何事物都是相对的。几亩地相对于蚂蚁就是世界一个村估计就是他的宇宙;相对于身体的寄生虫,我们本身就是一个宇宙;地球是我们的家园,浩瀚星空就是我们的宇宙,或许我们的近亲也还有很多;


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