超过光速会发生什么情况(人达到光速会发生什么)

当你到达光速时,你会看到什么?这个问题是爱因斯坦小时候经常考虑的问题,也是我们现在很多人都会想到的问题。你会看到光静止吗?

根据狭义相对论的说法,我们不仅看不到这种奇怪的场景,而且有质量的物体也达不到光速, 物体质量越高,能量越大,越接近光速,能量越接近无限;

由于质量和能量的等效性,我们也会认为物体的质量将是无限的,所以我们不可能在一个能量有限的宇宙中加速一个无限的物体到光速。

虽然我们无法达到光速,但这并不妨碍我们想象当我们达到光速时,我们会看到什么?《物理杂志》上发表的一篇论文描述了达到光速后看到的场景:

当一个人达到光速时,它会看到所有的空间都聚集在一个点上,这个点是白色和模糊的。

原因是当你达到光速时,空间会产生严重的尺缩效应,任何遥远的距离都会聚集在一个点上;

所有可见的物体,无论是它们自己的发光物体还是反射物体,因为你的光速接近它们,在你看来,它们的光会移动蓝色,波长变短,甚至移动到X射线波段,你看不到这个波段的光。

而且还有很强的辐射。如果你能抵抗这种辐射,你会看到宇宙背景辐射充满天空,位于微波波段,蓝色移动到可见光波段。因为宇宙微波背景辐射是黑体辐射,你会看到白光聚集在一个点上。

如果你回头看,你什么也看不见,因为红色的移动会将所有的光移动到微波或无线电波段。你看不到这些波段的光。

当你达到光速时,你的时间就会停止。在你看来,你不会花任何时间从一点旅行到另一点旅行。例如,当你达到4.2光年以外的邻居时,你会立即达到,但在地球上的人看来,你花了4.2年。

你所经历的时间是光子所经历的。例如,当我们看到太阳到达地球需要8分钟时,光子认为它不需要时间。从出生到被地球吸收是瞬间的;

在我们看来,这些光子已经138亿年了,即使是138亿年前宇宙大爆炸产生的光子,但对于光子来说,大爆炸发生在一瞬间。

因为他们没有时间,所以他们无法体验时间的流逝。你达到光速后也是如此。

现在人类航天器的速度是多少?

人类的速度取得了很大的进步,但与光速相比并不值得一提。目前,火箭是人类能够创造最高速度的装置。

这也是人类离开地球的唯一方法。我们已经用火箭把探测器发送到月球、火星甚至太阳系外。

1969年,在土星5号火箭的推动下,阿波罗10号宇宙飞船创造了载人略低于每小时4万公里的速度记录。

土星火箭创造了每小时5.8万公里的速度记录。1977年发射的旅行者1号,在木星和土星引力的加速下,探测器每小时达到6.2万公里。

也就是1秒飞17公里,听起来很厉害,但光速不到每秒30万公里的万分之一。

太阳神2号探测器于1976年发射,在绕太阳运行的过程中,经历了一次又一次的加速,最终达到了每小时252000公里,这是人造物体创造的最高速度。

这一记录在未来可能会被2018年发射的帕克太阳探测器打破,因为帕克探测器将在未来慢慢接近太阳,其轨道高度将是太阳神2号的1/7,因此帕克太阳探测器的速度将达到每小时725000公里。

但这一速度也不能达到光速的千分之一,约为光速的0.07%。

即使人类以惊人的速度在空间中以帕克探测器旅行,也至少需要6000年才能到达邻星,这对人类来说太长了。

6000年足以让地球上的一切沧海桑田。

那么如何提高人类的旅行速度呢?人类的希望在哪里?

为了提高速度,我们必须改进推进模式,化学能力肯定不好。它太大太重,我们不能携带大量的燃料来不断地为探测器提供推力。

因此,解决方案有:

离子推进器,这是一项非常有前途的技术。现在已经使用了探测器,中国的离子推进器也处于国际领先水平。

黎明探测器配备了离子推进器,用于探测谷神星和灶神星。粒子推进器的原理是利用电子轰击中性原子,使原子中的电子脱离轨道,形成带正电的离子。

然后利用磁场将这些离子推出,形成一个非常小的推力。虽然力不足,但离子推进器的优点是携带的燃料非常小,可以持续很长时间(几年),为探测器提供推力;

探测器可以通过不断加速达到非常高的速度,比如每小时32万公里,再加上太阳系的引力弹弓效应,每小时可以达到100万公里。

对于核动力飞船,首先要掌握可控核聚变。飞船上使用的聚变技术概念是可控核聚变中的惯性约束聚变。

用激光压缩燃料点燃核聚变产生的等离子体密度是离子推进器密度的数百万倍,通过磁场加速喷射为飞船提供动力。这种飞船的速度预计每小时达到2300万公里,即2.3%的光速。去邻星的时间是128年。

这一次相对容易接受。但是速度还是太低了。不仅我们去最近的邻居家,光银河系的直径也是10万光年。

即使我们掌握了核聚变,我们也无法实现星际旅行。此外,我们还可以感觉到,如果我们想实现星际旅行,就不可能简单地促进高质量的物体。毕竟,即使你达到了光速,跨越银河系也需要10万年,这对人类来说是不可接受的。

因此,我们需要开发超光速旅行的方法,如曲率引擎和量子隐形传输。

曲率发动机直接控制空间,使飞船后部的空间膨胀位移,但飞船本身没有在空间中移动,这是由空间膨胀引起的位移,因此曲率飞船的速度可以远远超过光速。

量子隐形传输是将人类的量子信息直接传输到任何位置,不受距离限制,在另一个地方复制一个,就像闪光一样。

但这两种方法都是科幻题材,能否实现,何时实现都是未知数。

就目前的技术而言,人类没有办法实现星际旅行。