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宇宙中基本沒有阻力,火箭發動機不停工作,可以無限接近光速嗎?

速度會越來越接近光速,不過也有兩個前提:燃料無限多、推力無上限,我們都知道,外太空幾乎沒有氣體阻力,因此在不考慮大天體的引力條件下,火箭的飛行顯得格外簡單。

只要保證屁股後面持續噴火即可,動量守恆告訴我們,只要有物質向後噴出,那麼火箭主體就能朝相反方向加速運動。因此在這個層面上,只需要火箭攜帶的燃料無限多,那麼就能一直加速下去。

如果物體受到的合外力不為零,它將獲得與合外力方向相同的加速度。加速大小與合外力的大小成正比,合外力越大,加速度就越大菜葉網。因此,受到合外力不為零的物體將會不斷加速運動。

宇宙幾乎是真空的狀態,只要火箭發動機不斷工作,合外力不為零,火箭就能不斷加速。然而,火箭不能無限加速,也無法到達光速,只能接近光速,宇宙中確實可以認為沒有阻力,沒有空氣阻力,但是引力卻是無所不在的。

也許你能找到一個引力相對平衡的一個點,也許這只是相對於某個系統內的平衡,在更大範圍內卻不一定能夠使引力平衡。再退一步菜葉網,就算某個小範圍內引力平衡,可以視為沒有阻力,但是一旦給了一個加速度,必然離開這個區域,然後,就又開始受到來自四面八方的引力的影響。

理論上在火箭發動機不斷工作下,達到無限接近光速是可能的,受狹義相對論質增效應影響,在「燃料質量/火箭整體質量」趨近於「1」時,最終速度的極限為光速,其他情況的極限都小於光速。

但實際卻是一個不可操作的問題,因為在飛船越來越接近光速時會有一個質增效應,即速度在約接近光速是,質量趨向於無限大,然而無限大的載荷下,沒有任何一具發動機可以再讓速度增加。

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