比光速快100亿倍 光的速度是多少( 二 )


所以,今天,我们的汽车可以轻松达到120英里每小时的速度,我们的机器可以轻松携带几十吨重的物体 , 我们的武器和装甲已经超过了生物的极限,当然,我们还有自由飞行的飞机,甚至可以通过[/k0/]火箭到达宇宙空 。
在地面上 , 我们的高铁速度可以稳定达到300 km/h , 一些追求极限的速度爱好者甚至把飞机的发动机装在车上加速,甚至达到1227.98 km/h , 而音速是1224 km/h,所以最快的车甚至已经超过了音速 。
与地面速度相比,宇宙中的速度发展是人类的极限,因为在地面上驾驶超音速汽车,稍有颠簸 , 就可能立刻撞车而死 。
我们知道,在地球引力的约束下,要想离开地球 , 必须达到第一宇宙速度——每秒7.9公里,也就是每小时28440公里的速度 。
要达到这个速度,飞船只能靠强力化学燃料喷射燃烧产生的反作用力发出去 。以人类目前的技术,即使是火箭也能把飞船加速到每秒16.26公里 。这是人类发射的最快的飞行器,通过各大行星引力的加速,可以轻松达到第二宇宙速度,脱离太阳引力 。
这已经是目前人类创造所能达到的速度极限了 。离开太阳系后,飞船会受到银河系核心超级黑洞引力的束缚,所以目前人类最快的速度也无法让我们离开银河系 。
但是,只要不断提高速度,人类其实是有可能达到逃离宇宙的速度的 。根据科学家的计算,银河系的逃逸速度需要每秒120~500公里 。虽然看起来有些夸张,但也不是完全不可能 。
只有一个困难让所有天文学家绝望,那就是人类可能永远无法超越光速 。
为什么物质不能超过光速?光速大概是每秒30万公里,但是提速并没有我们想象的那么简单 。我们跑步的时候 , 从每公里5分钟的速度到每公里4分钟的速度 , 只要肌肉力量和心肺系统更强 , 咬咬牙也许就能达到 。
事实上,这基本上是人类速度发展的方式 。如果火箭速度不够快,它会使用更多的燃料并进一步提高燃烧效率 , 努力创造奇迹 。通过不同堆叠发动机的性能,人类的速度将进一步提高 。
本来人们以为只要能不断提高能源利用方式和效率 , 速度就能无限提高 , 但爱因斯坦相对论提出后,一切都变了 。能量方程e = MC ^ 2,e是能量 , m是物体的质量,c是光速 。从这个公式我们可以知道质量和能量是可以互换的 。
当一个物体被加速时,它会获得强大的动能 , 这种动能会转化为物体的质量 。简单来说,速度越快,物体的质量越大,需要更多的能量来加速物体的质量 。顺着这个趋势,最后的结果就是,在某个时刻,物体的质量会大到无论用多少能量,都无法再加速 。
这个时刻,通常是在速度接近光速的时候 。即使是质子这种已知质量最小的物质 , 用人类所有的努力也只能加速到光速的99.999%,永远达不到光速 。所以光速是目前人类已知的最快速度 。
无法超越光速的绝望无法超过光速对任何人来说都是一件非常绝望的事情 。比如前面提到的银河系逃逸速度只需要每秒几百公里 , 但是银河系的直径却高达10万光年 。即使能达到每秒500公里的逃逸速度 , 我们只需要突破银河系的半径距离,就需要2999779.53年 , 也就是将近3000万年 。
我们在世界上只存在了300万年左右,光是离开银河系,就足够猿类进化成现代人类十倍的时间了 。
即使是以接近光速的速度穿越宇宙,也还是需要5万年,而灿烂的中华文化也不过5000年 。五万年的时间足够飞船里的人类发展出地球完全不同的文化环境,会让飞船和地球完全陌生 。
光速是目前已知的最快速度,其不可超越性几乎让人类永远停飞 。我们无法轻易前往太阳系以外的任何恒星系,我们几乎不可能离开银河系 。
然而,宇宙环境并不是绝对安全的 。随着时间的推移 , 地球会不断受到小行星的撞击,经历多次剧烈的气候变化 , 甚至被已经演变成红巨星的太阳吞噬 。
那么久以前科学界就有一个共识,人类留在地球上迟早会灭亡,所以我们现在唯一的希望几乎全在宇宙中 。然而,人类的速度极限却成了我们探索宇宙的桎梏 。不考虑光速,哪怕是每秒几百公里,也是人类现在无法到达的巅峰 。
幸运的是,随着科技的发展,科学家发现不仅仅是利用能量加速物体的方法,还有穿越虫洞、改变空之间曲率的方法,这些方法依然给科学家带来了一丝曙光 。

推荐阅读