说到首先就必须提到爱因斯坦的光速不可超越理论。如果直接引用该理论,那么都不用想,更别提尝试了,开始就宣判了不可能!先别嗤之以鼻,本文最后我公布最新科学研究情况!我来一步一步引导你!本文是第一个不以:曲速泡/空间折叠/虫洞/平行宇宙/多维空间…等等没有边际没有可行性的纯幻想角度,而以科学角度现实角度公开讨论超光速飞行可能性的科普文章!
科幻电影当中的超高速宇宙飞船光速能否超越?#超光速航天器#是否可能实现?在引用爱因斯坦的“光速不可超越”理论驳斥前,请仔细思考这么几个问题,请先以对待科幻片的心态看,别忙着嗤之以鼻,否则就无法认真思考和讨论了!
有质量的物体无法达到光速?
物体(如大炮发射一样)瞬间加速达到光速行不行?答案当然是不行!加速度太过巨大会物体因为承受巨大惯性,如果是人体和飞行器其结构体都会崩溃。那么产生一个问题,不要求瞬间也不要求短时间达到光速,而是维持一个较低加速度一直加速怎么样?
恒定加速:假设物体在理想的宇宙真空中,可以不依赖系统外力的推动,也不依赖向后抛射自身物质获得反作用力,就能获得持续的向前动力,那么不考虑能量限制,在持续不断的加速度作用下,整个系统一直加速下去,最终它的速度上限会是多少?可不可能接近光速?有没有可能最终超过光速?
你可能要笑了:你说的是飞碟UFO吗?先别对这个问题的不可思议的条件进行反驳,只按假设条件思考后面的问题!因为量子力学不可思议的超距离作用机制一开始到现在也没办法理解呢,也没耽误量子物理的研究到现在的实际应用!
从天体模型"地心说"到"日心说"再到银河系的发现,再到如今的宇宙膨胀理论、从微观粒子模型的"枣糕模型"到如今的"行星模型"、从光是一种物质粒子还是某种未知物质的振动波,到波粒二象性的确定…所有的科学理论都是先基于科学家们的逻辑猜想,然后通过数学计算验证(等于去"凑"),当计算不通时有时还要假设一个常量或猜想存在一种还未知的物质,最后通过实验观测验证或推翻。而有时候观测到的结果是否就一定是猜想理论导致的还是其他因素导致的实际体现其实也是不一定的。光速不可超越的理论其实也是这么过来的!
物体光速时体积无限小质量无限大?
速度是相对的量,根据爱因斯坦的理论,如果物体速度达到光速那它的体积就会是无限小质量无限大。那么请再思考:在理想宇宙真空中,运动的物体其体积受影响的根本机制是什么?静止物体体积不受影响,对不!匀速直线运动的物体体积也不受影响,对不!(速度是相对参照物而言的),只有物体改变速度的过程,产生(正负)加速度,而因自身质量带来运动矢量方向相反的惯性力,这才是对物体体积造成影响的根本机制,就如同战斗机飞行员起飞加速时感受到的推背感,但是在超音速匀速飞行过程中,飞行员会有推背感么?不会!(忽略空气阻力只要飞机不解体动力足够)多少倍的匀速超音速飞行,机舱里的飞行员都不会有推背感对不!所以,再思考:
既然匀速直线运动的物体其体积不受影响,(不考虑加速的过程)物体在多高的均匀直线速度滑行时会突然体积受影响了?会不会低于光速的匀速直线运动,物体的体积都没有影响;而光速的匀速直线运动体积就突然为无限小了?当然不可能是在某个速度点上突然体积变小的!
在真空宇宙中造成物体体积受影响的是因为呢,还是因为?是加速度对吧!
实际案例思考
年发射的旅行者1号如今已经进入星际空间,请深度思考,目前旅行者1号是在飞行中,还是在静止当中?实际上旅行者1号的速度目前相对于地球是17.04公里/秒,但是它早已没有了推动力而是依靠曾经最后一次通过土星边缘的"引力弹弓效应"甩出后的速度以(匀速直线)飞行着,那么实际上旅行者1号在深空宇宙中它相对于自身其实就是静止的!以假定地球为静止的参考系则其速度是17.04公里/秒,但地球在太阳系中是静止的么?以太阳系为静止的参考系的话旅行者1号的速度是多少呢?太阳系相对于银河系是静止么?以银河系为静止的参考系呢?银河系又是静止的么?无论设定哪个参考系计算旅行者1号的速度,旅行者1号都并不与其有任何接触,没有任何力学关系,它自身在依靠其惯性矢量在匀速直线飞行中,对于身处宇宙深空中的旅行者1号自身而言它实际上静质量相当于零,而速度只是相对于选择的参考对象而言的。所以,直线均匀的速度对于物体本身并没有任何感觉和影响,理论上对自身而言就算其是光速甚至无论多少倍光速都跟静止一样,只有改变速度的过程中才会因自身惯性矢量作用才会有推背感(导致体积影响)!
综上所述也就是说:比光子质量大的物体若跟光子发射一样瞬间打出去达到光速,那么其动质量几乎就是无限大!而此时与物体运动方向相反的矢量惯性对物体本身的"推背力"也几乎无限大,体积应该会被压缩到无限小(其实是理论猜想)
以恒定加速度的持续不断加速
加速度的上限如果不考虑动力系统执行的上限和能量的上限,那就是系统结构体的承受上限和内部人员身体的承受上限,对不!也就是说只要在飞行器结构体和内部人员身体承受范围内,持续不断的加速!体积受影响的因素保持在一个相当低的程度,速度在不断的增加,这个速度的增加,还会对体积造成压缩么?最后不断加速不断加速,速度最高会达到多少呢?在理想宇宙真空中单纯的速度其实没有上限!当然在实际宇宙中除了我们探测到的恒星行星天体还存在大量陨石、星际尘埃、弥散的气体分子以及各种微粒,要考虑到撞击的风险。
假设理想真空宇宙条件,以一个重力加速度持续一年可超过光速:1个重力加速度是9.8米/秒,一年平均65.25天,每天秒,一年就是1,,秒,按9.8米/秒的加速度持续一年后速度大约是09,.48千米/秒,而光速实际是.±0.千米/秒!
普通人在1.5~2个重力加速度下是可以舒适适应的,有防护的情况下(根据个人身体素质不同)人体极限可承受5~45个G!也即(依照本文前面的假设,不考虑推动力机制,不考虑能量限制,只考虑可以持续加速推动),这样的有人飞船在宇航员可舒适工作的情况下可以半年超过光速,而休眠一下则可以更快(甚至只需两三个月不到)!是不是?
提供持续动力/能源的系统
前面设置了多个当前主流科学思想无法理解的、与当前主流科学理论相冲突的前置条件,如:※不依赖外力推动、※不依赖反作用力、※能量无限,这些条件在目前科学定理和思维意识下,是牢不可破的铁律,但真的是事实和宇宙铁律么?
若您浏览本文到这里了,对于如何持续加速一年,剩下两个关键性问题了:
①能持续一年以上输出动力/能量的装置;单说持续能量和动力输出的装置,航母/核潜艇的核动力引擎都能持续运行好几十年,而最小的核电反应堆只有半个集装箱大,非常成熟,更不要说正在研究中的核聚变引擎,一旦成功那几乎相当于无限能源!不过其不能直接提供反作用力推动。
人类目前在宇宙探索中主要还是依靠火箭引擎,但火箭全功率喷射也就只能维持几分钟加速,离持续一年太远,而且还要背负巨大的燃料罐(甚至燃料质量远超飞船本身);除此还有太阳帆(可以不需要燃料),但其必须依赖太阳光照射而且推动力太微弱,注定了不能作为星际探索的实用引擎;还有等离子引擎,但其同样推动力十分微弱,且需要自带推动工质,虽可以作为未来百年内实用化的一种宇宙探索引擎方案,但靠等离子引擎等电推引擎进行有人星际飞行探索则完全不可行。
以上几种目前的航天的动力装置全部都是依靠"反作用力"获得前进的推动力的!如果不需要向后抛射物质的反作用力就能获得向前推动力,那么核反应堆引擎就可以满足一年以上持续工作的需求。
那么还剩下一个问题:
以非反作用力获得推动加速的装置
②如何能不依赖外力和反作用力获得加速推动力;
在人类当前的科学理论下,似乎要想获得前进的推动力必须推动其他物质相反运动即获得反作用力才可以,人类目前所有的动力系统无论水里的船/天空的飞机/太空探索的火箭都是利用反作用力原理。在宇宙空间不依赖外力推动,就是运动系统发动机自身提供动力的飞行,目前宇宙飞船火箭引擎都是需要消耗燃料向后高速喷射获得向前推动力,所以可以非常确定的是,依靠反作用力的推动引擎,不可能满足人类离开太阳系,更无法实现载人星际探索的期望。
不需要燃料的“无工质引擎”科学界正在研究,你知道么?你认为可能实现么?
年英国民间科学爱好者罗杰·肖耶尔(RogerShawyer)发明无工质引擎EmDRIVE,年西北工业大学杨涓教授地面测试有推动力,但实际太空测试没效果,因为还需要电离空气分子。
emDRIVE引擎原型机但随后已经在日本/中国/美国航天界实际应用了,是人类首个可以不携带推进工质的动力装置,不过虽然不需要携带燃料但还是要依赖太阳光的照射,故无法离开太阳系。
年7月美国佐治亚大学理工学院的团队研发出一种装置,其通过模拟所谓的"空间扭曲"效应实现了微弱的移动量,确实证实了存在不向系统外抛射物质就能获得前进动量的机制。请注意,这不是虚假宣传而是真实的研究项目更不是民科研究。
持续工作4分钟获得偏转约15°的推动这是令人震惊的研究成果,中科院报道此新闻时甚至用了“左脚蹬右脚可以上天啦?”的措辞:
当然实际该项目的内在机制还不是很清楚,获得的动量还跟微弱,离真正实用化的星际探索动力引擎还很遥远。
你认为不需要向后抛射推进物质的实用的可以研究成功么?如果最终成功实现,那么本文前面假设的看似不可能的几种条件都解决了,
可以持续提供几十年甚至百多年的能源引擎;
不依赖反作用力推动/也不再需要携带喷射工质的动力装置;
保持恒定加速度持续的加速(航天员可以可以适应的加速度);
你还认为物质是不可能超越光速的么?你认为超光速飞行最终可以实现吗?
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