经常在科幻剧中听到飞船光速,超光速飞行,它不怕被撞或撞上行星陨石吗?

糖炒豆子66626856


不怕,既然都编到光速、超光速了,还有什么不能编的,自然天不怕地不怕了。

对于软科幻,完全没必要符合科学原理,反正想怎么编就怎么编,怎么脑洞大怎么编,这个就没必要纠结。

要纠结的是硬科幻,硬科幻是需要在一定程度上符合科学原理的,所以当硬科幻要设计光速飞船,就得有理论基础,还得考虑一下一些常规情况。

而硬科幻里能达到光速的方案就没多少了,虫洞这种开挂的不算,大概剩曲速、反物质驱动、em驱动了吧。

先说em驱动,这个近年大火的驱动器,以可能违反动量守恒定律而闻名天下,不管它实际上能不能动,违不违反动量守恒,反正科幻了可以假设它能动。而由于它几乎可以无限加速,所以它理论上可以无限接近光速,但它的问题是机动性太差,在近光速续航时遇到陨石、星际尘埃都不好处理,我能给的方案就是在前进方向制造强磁场加上强激光,把前方然后物质瞬间电离成等离子体,然后通过强磁场偏转后从四周“流走”。话说,能偏转近光速的等离子体的磁场要多强?我不知道_(:D)∠)_

反物质驱动其实加速是有限的,不考虑减速大约能达到光速90%左右,这个除了前面的强磁场方案,还有直接用反物质湮灭,都是由此产生的伽马射线辐射飞船要怎么抵御又是另一个问题了。。。。这个除了重金属板我也想不出什么好主意了,要么制造《三体》水滴那种强相互作用表面ಥ_ಥ…

最后曲速就不用伤脑筋了,因为有曲速泡保护,曲速泡里是一个普通时空,飞船在这个普通时空里可以低速航行,然后曲速泡带着这个普通时空超光速航行。这就不用担心什么陨石了,总不会能制造曲速还搞不定普通速度下的陨石吧?这根本都无需交代怎么处理了。


星宇飘零2099


这是个好问题,也是人类未来星际航行需要考虑的问题。

超光速飞行是什么?

科幻剧里描述的飞船光速飞行,或者超光速飞行,有个专门的科幻名词描述的,即“曲速飞行”。

另外超光速飞行的描述,还有另一个名词,叫“翘曲飞行”,但这两个飞行并不完全等同,它们的原理有些差别,稍后会说。

以下的讨论主要以“曲速飞行”来谈,这种飞行也是我们科幻片里最常见的超光速飞行。

但无论是哪种超光速飞行,都必须弯曲时空。

下面这张图是经典科幻电影《星际迷航》星际联邦定义的曲速飞行等级和光速的关系(光速=299792458m/s)

其中的ω就是曲速等级,s为光速的倍数。

等级10为最高等级,没有列出,是为无穷大,曲速飞行也达不到。

曲速飞行的原理是?

曲速飞行简单来说,是通过能量弯曲压缩飞船飞行方向的空间,膨胀后边的空间,依此来推动飞船的超光速飞行,造成的效果作用如下图。

记住,爱因斯坦的相对论是禁止了超光速飞存在,但只是物体的速度,而空间运动的速度并不受限于相对论的框束。

当然,我们实际的飞船也确实是需要通过某种类似气泡的能量场来保护,否则把自己弯曲了还得了。


上面提到的“翘曲飞行”,也叫“埃尔库比飞行”。它是广义相对论的推断,原理只是弯曲塌陷飞船飞行方向的时空,和所谓的“曲速飞行”有一丁点的差别。实际上,作为科幻术语,两者基本可以等同,不用刻意去区别。

飞船曲速飞行就可以躲避行星陨石吗?

这个问题其实在未来是需要考虑的,但有时候这问题又不是表现的那么关键要害。

首先,对于广袤的宇宙,在星际空间是很多地方几乎空无一物,密度低到每立方米几个原子,所以飞船并不是飞行在陨星之间的。


但流浪陨石行星的,也还是有的,或者当飞船在恒星系中时,陨星彗星密度可能大一些,但也不是密密麻麻的。

参考似乎都飞出太阳系的旅行者一二号至今还没受到什么大的撞击的事实,你可以得出一部分答案的。旅行者一二号相当于“遥控飞行”,而这个是“驾驶飞行”,所以更好躲避陨石的。

但陨星密度低,飞船能躲避,都不是保证飞船能超光速飞行的关键。甚至有时由于速度高,有时候就没法采取躲避措施。

真正保证飞船能安全超光速飞行,最重要的还是“曲速泡”——一种强大的能量场的保护。

这种能量场都能抵抗空间的弯曲,区区陨星撞上了可以瞬间气化。


挡不住的熵增


先得明白光速是怎么产生的,为什么不可能超越光速。

光速是物质最基本的运动机制的反映,物质的形成,就是物质本身的互动往复束缚了这个互动速度而形成了物质本身的结构关系。

光速是连锁反应关系最直接的呈现,自动演绎无穷的过程。

达到光速的物质,本身都要产生这种连锁反应才能达到这个速度,即物质自身的结构就全部发生连锁反应的变化了,要把一物体加速到光速,它得使自身发生连锁反应才能达到这个速度,这也就是要施加无穷的动力的原因。

光的全息关系的展现,这也就是光的互动以连锁反应演绎的无穷才形成分形关系而呈现出全息效应。

你在自然观察中,唯一能够真正看到正在展现无穷的演绎关系的,就是光。

你现在看的手机屏幕前的每一个光点与片段都包涵整个屏幕的信息,这就是连锁反应往复交互又形成连锁,光在其分合连同的连锁反应过程中,它的每一个微小的片段都包涵了其交互连续与连锁过程的所有信息!

孔子把这个自然最简单的观察解析为河图。河是以水的汇集与承载并驱动着水,图是大像中间含小像,小像中间还有像,这些小像互动相应,往复相回,分合连同的连锁与叠加交互再发展的分合连同的往复,传播成一幅相同的像。你只需要明白繁体字的图是怎么写的,就能够明白光的运动关系是怎么回事了,其实全人类文明史上把光的运动关系解析出来的,并不是你现在所知道的那些物理学家,其实他们都没有把光的运动关系解析出来,只有孔子是完整的把光的运动机制解析了出来,并做了一套数学,这套数学,就是后来发展的隶楷文字的系统化设置规范章法。

在自然观察中,唯一能够确定观察到在演绎无穷并且皆保持一个相同的运动机制的观察,就是眼前正在展现的光。

解析了这个演绎无穷并且皆保持一个相同的运动机制的运动关系,宇宙就没有了秘密,就可以以这个解析数学去推演一切。

孔子用这套解析数学设置并规范了文字的系统化设置规范章法,这就是古人造字以纪数。

这套数学解析方式其实非常简单,繁体字数的左边,就是数的关系式,右边是数的演绎式。

女上面是四分系二合的往复连续,这是自动演绎无穷,女是交互系同一,以交互发展分合连同又系于交互往复形成的扩展与收敛。分解为四个连续关系,画一个框架,左四分右二合,上交三,下同一。汉字系统化设置规范,笔画首先就是这个关系框架对应关系过程的指针。

再看周易上面的文字,这些文字其实都是以数学关系式构建出来的推演关系的文字。。。

这上面的文字其实每一个笔画与组合都是方程与关系过程的推演。。。

没有任何一个物理学家与数学家告诉你,自然光传播像的展现关系也是全息的,如果不刻意提醒,任何人都对这个就在眼前展现的无穷毫无感觉。。。

历史发展到现在,台面上已经没有任何一个人告诉你汉字是有严格的设置规范章法的文字。

汉字的系统化设置规范章法,才是孔子的学问!

这套文字的设置规范章法,背后的那套数学,就是解析光传播像的全息展现关系。解析自然展现的无穷,去解析物理学最基本的运动关系,去推演宇宙。


杨宇林745


不怕,光速或者超光速肯定不是常规移动了。具体怎么计算我刚才回答过一个子弹毁灭地球的的问题。(脑洞问题,不考虑总能量限制为mc^2,不管他怎么加速到这么快的)

就是比光速慢每秒一米的子弹,相当于三千颗大型氢弹。如果是宇宙飞船,达到这个速度之前,所需的能量已经超过了把飞船自身全转化为能量的总和。所以飞船肯定不是这么推进实现移动的。

那么就涉及到我们在科幻电影里面看到的跃迁引擎或者说曲率引擎。

不用网上搜跃迁引擎了,某百科这个词条都是我写。跃迁引擎说白了就是白你周围的空间折叠,你和飞船连带着周围的东西一起折过去。你根本不路过原先路径上的天体,所以撞不上去。



蛋科夫斯基


别看太空满天繁星,但其实整个宇宙都是空荡荡的。太阳系内部还存在了少许小行星,但和太阳系相隔了4.2光年的比邻星之间,却基本上是空无一物的。所以即便飞船的飞行速度很快,撞到行星的概率也基本为零。这还是在银河系内部,如果出了银河系,那么宇宙空间更是广阔无垠,星球存在的概率基本为零,所以完全撞不上任何星球。



我们都知道旅行者一号是人类最快的太空飞船,其速度是17千米/每秒,达到音速的50倍,如此高速飞行了40多年也没遇到任何障碍物,充分说明了宇宙空间完全是“空荡荡”的。流浪地球里面,流浪计划也是准备把地球加速到千分之五光速,如此快速也没见地球会撞击到什么东西。



就像中微子以亚光速飞行,但是却可以轻松穿过看似“致密”的人类甚至地球,因为原子来说对于中微子都显得“空空”的。而超光速飞船也是一样,整个宇宙对其来说就好像空无一物一样,当然了,除了宇宙太过于空荡之外,超光速飞船本身还具有保护罩,可以抵御行星撞击。而且实现超光速可以利用曲速引擎或者撕裂空间,进入时空隧道进行,这样也不会遇到行星,所以也没有撞击危险。


科学探秘频道


这个问题前提是光速飞行,没有提及是以什么方式达到光速的,如果是以曲率或者折叠空间的方式达到光速的话,会不会撞上陨石或者行星这个问题就要另做考虑,我们这里只简单的根据题面所给出的条件分析一下这个事儿。


要说会不会怕光速飞船飞行时碰到物体?答案是肯定的,肯定怕碰到,因为光速航行的飞船碰到宇宙中的物体后,哪怕只是一颗小小的陨石也会在相对论的原理下产生毁灭性的后果,那为什么影视剧中的光速飞船不考虑这种情况的发生呢?

飞船在宇宙中飞行时不管是达到光速或者无限接近光速,发生碰撞的情况都是小概率事件,这个概率小到几乎可以忽略不计,因为如果从大尺度观察宇宙的话宇宙基本是一个空旷的空间,它可以空旷到什么程度呢?好比在我们地球上已知的最大的海比喻的话,宇宙就是这个大海,光速飞船就是海里的一滴水都算不上,可能是多少分之一的水滴大小,而陨石或者行星就好像海里的别人随手扔的一个小漂流瓶,你说这个不到一滴水大小的飞船碰到这个漂流瓶的概率是有多么的小。


宇宙不是我们看到的夜空一样布满了行星,大尺度上宇宙实际就好像空旷的坟墓一样死寂,你向四周看都会是一片黑暗,所以真要实现了光速飞行的话考虑撞或不撞是一件吃力不讨好的事情。

话说回来,虽然被撞是小概率事件但是根据墨菲定律说肯定会撞上,因为有被撞的条件就会一定发生的。那怎么办呢?答案就只有两个,一个是机毁人亡,一个是飞船材料的突破或者是改变光速飞行的方式,除此以外剩下的让科学家去研究吧。


用户96583977938



其实在太空中这些天体是非常危险的,他们大部分是静止不动的,但是有的是高速运转的,在国际空间站的宇航员都知道一个小的碎片都能彻底击穿国际空间站,所以这些天体一旦动起来是很可怕的。



不过既然题目问到的是超光速或者光速飞船的运行那么能达到这样速度的飞船,这个文明一定有非常高的科技,能够制造达到光速或者超光速的飞船,这个文明至少应该是卡尔达舍夫量级的第3级文明以上。他们早已掌握了新的力量,甚至可以运用星系中央的黑洞,作为他们的能量。

一个三级文明真正的力量



那么我们回到题中说到撞到天体小行星,其实天地小行星包括一些碎片,只是对于我们来说是很危险的,但是对于这些三级文明以上的飞船来说这些天体简直就是在挠痒痒了。我觉得这些飞船不仅不害怕这些天体小行星,还会把这些天体小行星顺路吃掉转化做能源,这样子的话看起来就像是贪吃蛇了,只不过贪吃蛇越吃会越大,而这些飞船不会越吃越大,但是能量不会消耗,毕竟陨石或者说这些天体里面都有一些金属矿物质等等。或者说有一种捕获技术,他们可以边飞边捕获,不过完了之后在上面处理一些有机物或者说生命诞生的一些必备物质,再把它们投放到宇宙中,也许这些飞船的主人就是生命的创造者。哈哈,想的有点多了。

一种保护措施



另外像这种飞船一定会有一种保护措施,无论是外壳坚硬还是说外层有一个保护罩等等。大家在看独立日的时候,他们发射导弹撞到外星人的这种保护罩上面就直接爆炸了,根本不会伤到飞船本身。而独立日里面外星人的飞船是可以防御武核武器的,那么三级文明的飞船也很有可能能防护黑洞等等这些可怕的天体。更不用说这些石头了……

还真是希望我们的文明能够早日跃向三级文明,到那个时候就什么也不害怕,可以肆无忌惮往前飞了。


宇宙与科学


在科幻影视和文学作品中光速飞船一直都是常客,它带着主角们驰骋宇宙


尽管有些硬科幻作品指出自己的光速飞船只是无限接近而并没有达到光速,但关于接近光速飞行时可能产生的碰撞问题也没有进行过多的解释,经常用屏蔽力场和牵引光束三言两语的“糊弄”过去,但这也是正常现象,毕竟科幻作品不能太过较真。

现实世界的生活经验告诉我们高速运动状态下的碰撞是很危险的,鸟儿撞穿飞机的新闻也时不时会发生一次,而我们口中的高速运动放到宇宙中就是蜗牛速度,但宇宙航行一般情况下是撞不到行星或者陨石的,因此未来人类可能并不需要担心大型碰撞问题。


太空是非常空旷的环境,地球和月球间的38万公里足够塞下太阳系所有行星,而行星和行星间的距离长达数千万公里甚至上亿公里,恒星和恒星间的距离也达到了几光年,听起来很密集的小行星带其实非常稀疏,飞船穿过小行星带就像航母穿过太平洋一样,偶然撞上的几率基本为零。

未来星际间的高速航行最可能产生的就是空间中的原子和船体之间的碰撞,尽管宇宙中每立方厘米只有几百个原子甚至更少,但高速运动下的飞船撞上后仍然会给内部人员造成危害,有可能我们真的会需要屏蔽力场装置。


科幻作品中的光速飞船大都采用曲率驱动作为动力来源,目前最合理的解释说曲率驱动时飞船会被包裹在一个空间泡内,相当于把空间挖了一个洞然后到达目的地,整个过程内飞船没有和路径上的任何物质发生碰撞。

光速飞船对我们来说还是科幻小说中的技术,现实中甚至都不知道它是否真的可行,假如未来真的能制造光速飞船,那么和光速飞船相关的一切问题肯定也已经被解决了。


宇宙探索未解之迷


这是一个科幻问题,因为迄今为止,光速飞船在理论上都是不可能达到和超越的。

这是因为这个设想违背了爱因斯坦狭义相对论光速限制定律,这个定律已经被无数观测发现和实验数据所证实,如果有一例反证才能使这个理论破产,但遗憾的是,没有。

爱因斯坦的伟大之一,就是发现了这个宇宙能量和质量、速度之间联系的本质,这个伟大发现的简单表述就是E=mc^2,E为能量,m表示质量,c表示光速。这几种宇宙存在能够相互转换,人类如果能够完全洞悉其中的奥妙,就将到达一个新的文明高度。

一个很小很小的粒子,比如质子,如果达到光速,其动量都会达到无穷大。什么是无穷大?就是整个宇宙质量也不是无穷大,这就是一个悖论,一个无法超越的悖论。所以任何有静止质量的实体都无法达到光速,更别说飞船了。

但既然是科幻,既然假定有超光速飞船,那么怎样来躲避宇宙种的天体和小行星碎块呢?我想这既然是科幻,我们也不妨来科幻一下。

首先,在太空星际物质是很少很少的,恒星与恒星的距离都是很大的,都是以光年计。有人比喻我们太阳系与最近距离恒星比邻星之间的4.22光年距离,就好像1000公里距离的两枚小小硬币,这两枚硬币之间都是虚空。

飞船在这1000公里显示的大小就不如一粒灰尘了,因此要在这种虚空中撞上另一粒灰尘,那就比中大奖的机率小多了。当然一旦需要进入某个恒星系统,就要提前减速了,在这种多天体和陨石系统里,就不能光速前进了。

其次,既然都已经掌握超光速飞行技术了,导航和防护措施当然也应该同等级提升吧?君不见,科幻片中那些高级飞船都有所谓的“防护盾”,这些依靠巨大能量场形成的“防护盾”就是对付这种撞击风险的,甚至很够阻挡住核弹攻击。

但如果严格按照速度与动量关系测算,在光速飞行的状态下,一颗子弹都有几千颗氢弹威力,所以这种防护也是抵御不了多大天体撞击的,顶多只能对付空间小碎片撞击。真正的防护可能还是要预防,在导航定位设定中,就已经把路途的障碍提前规避了。


实际上这些光速甚至超光速飞船的幻想按照人类现有掌握的理论都是不现实的。现在颇有争议处于科幻和预期矛盾中,突破深空航行速度瓶颈的希望是曲速引擎。

这种技术是通过曲速引擎扭曲折叠飞船周边时空,实现在折叠空间跳跃。注意,这种技术到达目的地的方式是“跳跃”而不是飞行。这种“跳跃”理论上可以达到甚至超过光速若干倍。

这实际上也是爱因斯坦广义相对论时空弯曲理论的应用。这个理论认为质量对周边时空会造成扰动,这种扰动就表现为时空弯曲。根据质能转换原理,只要有足够的能量,就能够对时空进行弯曲。具体运用在宇宙航行上,就是在通过曲速引擎在飞船周边制造一个时空泡,把前方的时空折叠,就像一张纸折叠起来,就可以从这个边一步跳到那个边,省却了中间巨大的空白移动。


这种移动因为没有实际飞过整个空间距离,而是直接从一头跳到另一头的目的地,因此就可以避免所谓航行中撞上陨石什么的了。

但这种理论目前还处于论证和科幻阶段,争议的焦点在能量的解决。持否定态度的科学家认为,一艘飞船要实现折叠时空前行,所需能量要达到1颗木星质量全部转化为能量,这种能量需求是人类不可能解决的;持乐观态度的认为只要在飞船周边制造一个时空泡,并不需要那样大的能量,而且只需很少的能量就能够达到。

还有些科学家认为,人类如果能够获得足够的反物质,或者能够充分利用暗能量的力量,曲速引擎就不是梦想。

看起来这个科幻中的事物正在渐渐走到现实中,一些世界顶尖研究机构,比如美国国防部就已经开始探讨这项技术的可行性,两名科学家向国防部递交了一份34页推进技术研究报告,标题为“曲速引擎、暗能量和利用额外维度”。

对此时空通讯也持有乐观态度,愿与大家一道关注和期待。

时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题,欢迎大家共同探讨。


时空通讯


飞船周身有能量罩保护,反正在电影中又不需要详细的介绍能量罩的原理,总归是可以抵御行星陨石撞击不就完事了吗。

你看《星际迷航》中的星舰,星舰是怎么避开这样的行星陨石撞击的呢?偏导光束,它可以清理星舰前方的一切障碍物,使其向星舰的两侧偏离,这样就可以清理出来一条安全的运行线路了。

另外,星舰上配备护盾,护盾是由护盾发生器形成,是一种能量场,可以抵御导弹袭击,当然抵御一些小型天体的撞击也不在话下,这种护盾发生器需要能源供应,如果长时间保持开启状态的话,将耗尽星舰能源,然后就不能完成曲速航行了。

另外,当一些飞船进行超光速航行时,当然并不是真正意义上的超光速,只是利用时空的特性而已,比如跃迁、曲速等等。

超空间跃迁使飞船进入到与现实世界完全不同的多维空间中,使飞船在这样的空间中进行极高速航行,且不用花费时间。

另一种是翘曲空间,利用时空可被弯曲的特性,弯曲时空,而翘曲空间就是在进行时空转换时被飞船利用的媒介,飞船处在翘曲空间中,可以瞬间抵达想去的地方。就好像一张纸,一端点A,一端点B,原本需要直线航行过去,此时将纸张对折,两点间的距离就变为了零。

最后一种是曲速航行,使飞船前部空间压缩、折叠,飞船后方空间被无限延展,飞船处在产生出来的曲速泡中,曲速泡在时空涟漪的荡漾中超光速前进,开启这样的曲速泡极为的消耗能量,大约需要的能量是太阳的10亿倍。


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