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飛船的運動速度能否達到光速?如果能光速飛行,將會發生什麼?

近年來,穿越劇火遍大江南北,很多朋友都幻想著自己有一天可以穿越到古代體驗另一種人生,那麼,人類想要實現穿越需要什麼基本條件呢?曾經有一位科學家提出過一個猜想,如果有物體的速度能夠超越光速,那麼時光將會倒流。可是根據愛因斯坦的相對論,世界上任何物體的運動速度都不可能超越光速,那我們如何實現超光速的旅行呢?

有人提出了一種設想,製造一個飛行速度可以無限接近光速的宇宙飛船,由於人和宇宙飛船的速度相對為零,即人類的運動速度也無限接近光速,那麼,如果這時候人類在飛船上跑起來,那麼人類的絕對速度不就超越了光速了嗎?這種方法有可行性嗎?

很遺憾,目前來說沒有。首先,人類的百米紀錄是9秒多,換算成秒速度不過十幾米每秒,相對於光速來說,連九牛一毛都算不上,要實現這一設想只能將飛船的速度提高到無限接近光速。根據愛因斯坦的質能方程E=mC2,任何物體的全部能量都包含在靜止時的質量中,如果物體開始運動,那麼運動中產生的動能以及其他形式的能量都將增加物體的質量。

此時,很多人都會提出質疑,在我們的日常生活中,物體的質量是恆定的,並不會因為速度的改變而改變。其實,當物體的運動速度遠低於光速的時候,雖然物體的質量也會增加,但是這個增加的質量非常小,小到我們根本感覺不到。相關研究顯示,物體的運動速度達到光速的10%時,增加的質量只有原始質量的0.5%,即一個一噸重的汽車開到30公里/秒(不是時速,是秒速)時,它的質量也只增加了5千克而已。

但是,質量隨速度增加的曲線並不是線性的,而是幾何式的增長。當物體的速度越來越接近光速的時候,其增加的質量會非常大。換句話說,當物體的運動速度無限接近光速時,它的質量會無限大。根據F=ma,物體在越接近光速的時候,它加速所需要的能量也就越多,但是能量本身也是有質量的,因此,我們目前的技術和理論並不能讓我們的飛船達到甚至超越光速。而光子沒有質量,所以才能以光速運動。

不過,無論飛船的速度多快,飛船上的人的速度相對於飛船來說都是靜止的,在飛船以恆定的速度前進的時候,人類是可以在上面隨意移動的。但是如果飛船的速度達到了光速甚至超越了光速,那麼情況就有所不同了。

當宇航員乘坐的飛船達到光速的時候,他們周圍的空間便不復存在了,時間也靜止了,換句話說,他們在我們的世界消失了。沒有人知道他們在哪裡,他們可能進入了另一個宇宙,也可能是另一個時空,只是他們可能永遠都無法在回到我們這個世界了。不過,在他們消失之前,我們會看到他們的移動非常緩慢,因為他們的時間變慢了,從觀察者的角度看,它們可能已經在這個世界消失,但是他們的影像可能還會繼續存在幾十萬年之久。

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