来源:科技眼
古人所能体验的最快速度,无非是顺风航行的船只,即便如此,长期时速仍比不上现代汽车,而陆地上的骑马速度更是远远不及今天的电动车。
如今,人类借助科技的力量,已能在一天之内抵达地球的任何角落,甚至在一周内到达38万公里外的月球,半年内抵达5500万公里外的火星。这些超远距离和高速度在古代是难以想象的。然而,我们如今也面临着一个物理上的速度极限。
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长期以来,爱因斯坦的相对论确立了光速无法被超越的理论。狭义相对论中的质速关系表明,物体的质量会随着速度的增加而增加,当接近光速时,质量趋于无限大。而宇宙中不存在能提供无限能量的方式,因此任何具备静止质量的物体都无法达到光速。
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至于光子,由于静止质量为零,它们可以以光速传播而不受上述限制。这意味着,除非我们像科幻作品中的角色一样“化身为光”,否则根本无法达到光速。
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光速似乎是不可逾越的障碍,但部分物理学家开始跳出传统思维,甚至探索超越常规时空维度的可能性,他们提出了一种可能绕开光速限制的方法——曲速驱动。
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实际上,曲速驱动并非新概念,在科幻作品中,超光速飞船利用曲速驱动的设定已经存在了数十年,比如《三体》中描绘的光速飞船,也基于曲率驱动原理。
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从本质上看,曲速驱动并非让飞船本身加速至光速,而是通过改变时空结构来规避光速限制。由于宇宙时空可以被扭曲,若能在飞船前方收缩空间、后方扩张空间,就能让飞船在扭曲的空间中“滑行”,从而达到超光速,而这一过程并不违反相对论,因为宇宙本身也在超光速膨胀。
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墨西哥物理学家曾提出“阿库比埃雷驱动”模型,该理论设想在飞船周围形成一个平坦的时空泡,但制造这样一个包裹飞船的泡泡,所需的能量相当于两个木星的质量,以人类当前的技术根本无法实现。
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为了解决这一问题,他假设了一种具有负质量的物质来构造曲速泡,但这一设想缺乏实际依据。目前科学界尚未发现负质量物质。前些年,NASA的科学家曾在量子实验中观察到疑似天然曲速泡的现象,并推测其可能被扩展至宏观世界,然而最终并未取得实质性突破。
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如果物理学家最终证实光速确实是无法超越的极限,人类文明或许只能被限制在太阳系及其附近的恒星系统中,甚至全宇宙的智慧文明都会因光速的束缚,被困在各自星系周围的有限空间内,彼此无法建立直接联系。