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每秒30萬公里的光速,是宇宙極限速度嗎?超光速是否真的存在?
2023/04/01

速度是探索世界最快的途徑之一,從古至今,人類都在不斷的提升自己的速度,古時候,由于人類的科技不夠發達,所以古人一輩子只能夠在范圍百里的范圍內活動,不過隨著人類科技的進步,人類發明了很多先進的交通工具,比如說汽車、火車、輪船、飛機、火箭等等,這些先進的交通工具讓人類的出行速度變得越來越多,現在人類依靠火箭已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度還是非常快的,當人類走出地球看到宇宙之后,人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命是不是還存在其它的生命?帶著這些疑問人類走上了探索宇宙的道路。

經過人類幾百年的探索,現在人類已經對宇宙有了一定的認知,根據科學家的研究得出,我們的宇宙是一個浩瀚無邊的星際空間,在宇宙中天體的數量非常多,有恒星、行星、彗星、小行星、中子星、白矮星、黑洞等等,我們的地球其實就是太陽系中的一顆行星,在太陽系中一共有八大行星,而地球這顆行星和其它行星最大的區別就在于,地球誕生了生命,生命的出現給地球這顆行星增添了很多色彩,尤其是人類出現以后,解開了地球上很多的奧秘,雖然宇宙中的天體數量很多,但是天體之間的距離都是非常遙遠的。

到現在為止,人類都無法飛出太陽系,而太陽系只是銀河系中的一個小星系,在銀河系的外面還有本星系群,在本星系群的外面還有室女座超星系團,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑大約是930億光年,不過這并不是宇宙的全部范圍,宇宙或許比我們想象的還要大,既然宇宙這麼廣闊,那麼宇宙中最快的飛行速度是什麼?根據科學家的研究得出,現在人類已知的最快飛行速度就是光速,光速大約是每秒30萬公里,曾經人類一直認為光速傳播是不需要時間的,但是後來著名的物理學家伽利略意識到了光速是有限的,并且他對光速進行了測量。

他和他的助手爬上了兩座山進行實驗,實驗的原理也很簡單,助手拿著一盞非常明亮的燈,用木板擋住它,然后助手將木板移走,露出燈光,伽利略計算助手移走木板和自己看到燈光的時差,用距離處于時間就是光速,不過這個實驗最終計算的結果誤差太大,畢竟光速傳播的速度很快,人類的反應速度根本不知道光速傳過來用了多長時間,雖然伽利略沒有計算出光速,但是在1676年的時候,一位叫做奧勒.羅默的科學家也計算了光速,他利用木衛一的軌道陰影交替的時間,計算出了木衛一的軌道周期時間是42小時25分16秒,一般來說,天體的運動軌跡是不會變的,所以他認為,木衛一應該是每隔42小時25分16秒就會被木星遮住。

這位科學家經過多年的研究發現,地球距離木星最遠的時候,木衛一出現的時間要比地球距離木星最近的時候多22分鐘,他認為,這22分鐘就是光子從地球到木星所用的時間,利用這個辦法,他計算出了光速大約是每秒21萬千米,這個數值和現在的光速相比,還是差的很多,不過在那個年代能夠計算出光速來,已經是非常了不起了,後來在1728年,科學家詹姆斯.布雷德利用光行差計算出光速大約是每秒29.8萬千米,這個光速數值基本上和現在的數值類似,在人類眼中,光速是非常快的,它能夠一秒鐘圍繞地球飛行7圈半,如果人類能夠擁有如此之快的速度,那麼我們能夠在瞬間達到地球的任何地方。

不過站在宇宙的尺度上來說,光速也顯得非常慢,因為宇宙空間實在是太大了,一個小小的銀河系直徑就達到了20萬光年,光年是一個距離單位,一光年就相當于光速飛行1年的距離,20萬光年就相當于光速飛行20萬年,如此之快的光速在面對宇宙的時候,也顯得很慢,如果這樣看的話,那麼人類永遠都無法找打宇宙的邊緣,而且根據愛因斯坦的理論得出,任何有質量的物體都只能夠無限接近光速,并不能夠達到光速,也不可能超越光速,這就意味著人類的飛行速度無法超越光速,既然如此,那麼是不是宇宙中就不存在比光速更快的速度了?根據科學家的研究發現, 宇宙中存在超光速現象。

第一種超光速現象——宇宙膨脹的速度現代科學認為,我們的宇宙誕生于138億年前,在138億年前,有一顆奇點發生了爆炸,奇點是一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點,這個點爆炸以后,宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現在看到的樣子,到現在為止,我們的宇宙都沒有停止膨脹,而且膨脹的速度比光速還快,在20世紀初的時候,美國物理學家埃德溫.哈勃在通過觀測遙遠的星系運行,發現了星系正在快速的遠離地球,而且這也是宇宙膨脹的一個有力證據,那麼哈勃是如何發現星系正在遠離地球的?這其實需要一個著名的效應:多普勒效應。

當一輛火車靠近我們時,我們能夠聽到火車的聲音非常尖銳,這是因為聲音頻率會變高,但是當火車遠離我們時,聲音就會變低,這其實就是多普勒效應的一種體型,而光也具有這樣的效應,當光源不斷靠近我們時,光的波長就會變短,發生藍移,當光遠離我們時,光的波長就會變長,發生紅移,埃德溫.哈勃在觀測遙遠星系的時候發現了星系光譜出現了紅移現象,這說明這些星系正在遠離我們,看到這個現象之后,他提出了一個宇宙膨脹的理論,這個理論剛提出之后,很多科學家都不敢相信,因為在此之前,科學家一直都認為我們的宇宙是靜態的。

這個理論打破了人類對宇宙的傳播認知,而且讓人類知道了宇宙膨脹的速度非常快,已經遠遠超過了光速,科學家認為,在宇宙大爆炸的1秒鐘內,宇宙空間就膨脹到了10萬光年的范圍,到現在為止,我們的宇宙已經膨脹了138億年,而宇宙的范圍已經超出了人類的想象,現在宇宙空間到底有多大?科學家也不知道,不過未來隨著人類科技的努力,說不定人類能夠找到宇宙的邊緣。

第二種超光速現象——蟲洞穿梭在100多年前,偉大的物理學家愛因斯坦以一己之力推翻了牛頓的絕對時空觀,愛因斯坦認為,時間、空間、速度都是有聯系的,當一個物體的飛行速度越快時,它所使用的時間就越少,簡單來說就是時間的流逝會隨著物體飛行速度的快慢而改變,而且科學家利用鐘慢效應也證實了這一點,如果說你乘坐一艘亞光速飛行在宇宙中飛行,1年后你回到地球,你只長大了1歲,但是地球上的時間已經過去了幾千年或者是幾萬年,除了速度能夠影響時間之外,引力也能夠影響時間的流逝,在引力非常強大的區域,光速也會變得很慢,比如說黑洞,黑洞是愛因斯坦在100多年前利用公式計算出來的。

但是他本人都不相信黑洞存在宇宙當中,不過後來隨著人類科技的發展,人類證明了黑洞確實存在,黑洞的特性就是不斷的吞噬物質,任何進入黑洞視界范圍內的物質都會被黑洞吞噬,連光都不例外,愛因斯坦認為,在黑洞的另一邊可能還存在一個神秘的天體白洞,黑洞和白洞連接在一起就形成了蟲洞,蟲洞就是能夠穿越時空的隧道,黑洞的特性是不斷的吞噬物質,而白洞的特性就是不斷的噴發物質,黑洞和白洞連接在一起就形成了蟲洞,如果我們能夠找到蟲洞,那麼我們就能夠瞬間穿越到宇宙的另一端。

而這個速度也遠遠超過了光速,但是到現在為止,科學家并沒有找到蟲洞,黑洞到底是不是蟲洞的入口?現在科學家也不清楚,在很多科幻作品中,我們能夠看到人類通過蟲洞快速的到達宇宙的其它地方,未來隨著人類科技的發展,說不定人類真的能夠在宇宙中找到蟲洞,即使人類無法找到蟲洞,人類或許也能夠在宇宙中制造出一個蟲洞來,希望這一天能夠早日到來。

第三種超光速現象——曲速引擎曲速引擎就是在時空中制造一個時空泡,飛船在時空泡中相對靜止,時空泡以超光速運動,帶動飛船一起前進,這就類似我們駕駛著一艘小船,小船并沒有前進,而是跟隨著水流的速度前進,水流的越快,小船行駛的速度就越快,水流的越慢,小船行駛的速度就越慢,曲速引擎就是這個原理,而且時空的超光速運動并沒有違反愛因斯坦的理論,因為時空運動本身并沒有傳遞任何信息,就像宇宙超光速膨脹一樣,這種超光速并未傳遞信息,不違背光速不可超越的法則。 科學家認為,這種方式通過操控飛船周圍的時空,讓前面的時空壓縮,后面的時空伸展膨脹,這樣就能夠帶動時空泡超光速前進。

科學家認為,曲速引擎也是有一定限制的,因為宇宙空間不可能被無限制的扭曲,當曲速引擎達到9.9999級時,就是它的極限,而這個速度能夠達到光速的20萬倍,這對于人類來說絕對是一個好消息,如果人類真的能夠實現曲速引擎,那麼人類飛出太陽系就非常簡單了,不僅如此,人類還能夠飛出銀河系,探索更大的宇宙空間,這樣人類就能夠飛行到類似地球的行星上面,看看這些行星上面是不是存在生命,現在科學家也在積極的研究曲速引擎,值得讓人興奮的是,美國科學家曾經在研發期間發現了世界上第一個納米級翹曲氣泡,這對人類研究曲速引擎來說意義非凡,未來隨著人類科技的進步,說不定人類真的能夠實現曲速引擎。

現在人類能夠想到的超光速現象只有這三種,畢竟人類對宇宙的認知是有限的,宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中可能還存在其它的超光速現象,而且宇宙中還隱藏著很多非常強大的能量,比如說反物質,反物質和正物質相遇時,會發生湮滅,并且釋放出巨大的能量,這種物質轉化能量可以達到百分之100,我們的核聚變轉化率也只有百分之0.7,核裂變的轉化率大約是百分之0.135,從轉化率我們就能夠知道反物質到底有多麼強大,我們的太陽就是通過內部核聚變的反應來釋放能量的,對于我們來說,太陽的能量非常大,但是它的轉換率也只有百分之0.7,如果人類真的能夠在宇宙中找到大量的反物質,對人類的科技發展來說,有很大的幫助。

除此之外,科學家認為宇宙中還存在暗物質,暗物質占到了宇宙總質量的百分之90,我們的恒星、行星、彗星等等占到了宇宙總質量的百分之10,這說明暗物質才是宇宙中最主要的物質,科學家認為,暗物質非常強大,它能夠釋放出暗能量,這種能量可以推動宇宙不斷的膨脹,還能夠控制天體的運行,為了尋找暗物質,科學家們也做了很多努力,但是這麼多年過去了,科學家并沒有在宇宙中發現暗物質,這說明暗物質或許比我們想象的還要神秘,不過人類是地球上最有智慧的生命,人類的科技在不斷的進步,未來隨著人類科技的進步,說不定我們能夠找到暗物質,小編希望人類能夠早日實現自己的夢想,對此,大家認為宇宙中還有哪些超光速現象。

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