03.07 中國有可能在短期內製造出光速飛碟從而領先世界嗎?

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理論不允許,或者說現有的理論不允許具備靜止質量的物體達到光速,自然題中所謂的光速飛碟是造不出來的,全世界任何一個國家都造不出。

先來說明一點,因為題目涉及相對論,而相對論分為狹義相對論與廣義相對論。一般來說,大眾對於相對論的瞭解,更加熟悉的是狹義相對論,對於其中的鐘慢尺縮可能算得上是朗朗上口;但對於廣義相對論,可能就是了解了這麼一句,引力是時空彎曲的表現。

但實際上,這兩者是有很大關聯的,如果可以的話,我們將廣義相對論翻譯為一般相對論,而狹義相對論翻譯為特殊相對論,顧名思義,特殊存之於一般當中,因此狹義相對論是某個特定條件下(慣性系)的廣義相對論,但也因此,很多人認為狹義相對論在實際環境中,用處不大,因為宇宙中找不到慣性系,但實際上物理講究近似,對於咱們地球而言,可以認為近似於慣性系,所以說我們可以放心大膽的用狹義相對論去處理很多問題。

甚至於有些朋友想的更遠,認為狹義相對論只能討論勻速直線運動,這一點也難怪,因為很多普及文章也只涉及了這一方面,實際上狹義相對論可以處理慣性系內的一切運動(這句話準確點說,平直時空內的運動都涉及狹義相對論),這其中自然包括了非慣性運動,比如雙生子佯謬。

那麼對於題目中的飛碟而言,如果我們認為這個飛碟需要經歷動力學中的加速過程,那麼就可以利用狹義相對論去探討;如果不涉及加速過程,而是利用蟲洞、曲率驅動等,那麼就涉及彎曲時空了,但這些不宜深入探討,說直白點,都是些沒譜的事,因為遠超人類現有的水平。

那麼利用狹義相對論怎麼討論呢?常見的討論方式,一般都是在質量上入手,認為隨著速度的增加,物體的質量也會上漲,但質量的上漲勢必需要更多的能源進行進一步的加速,而計算表明,這需要無窮多的能源,因此不可行。

但下面我們可以從能量角度考慮,非常便捷也無需考慮太多方面,質能方程表明,物體的總能量如下圖

其中我們可以明顯看到,當速度達到光速或者大於光速時,物體的能量數值就失去意義了,因此物體不可能達到光速。

所以說,光速飛碟啥的都是科幻式的想象,至少人類目前的科學水平還不足以實現這樣的夢想。

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