小阿楚F ·
如果有人問你,物體最快的速度是多少?相信很多朋友都會(huì)回答是光速。沒錯(cuò),根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論,有靜止質(zhì)量的物體,它的速度只能無限接近光速而無法到達(dá),原因就是當(dāng)物體的速度接近光速的時(shí)候,它的質(zhì)量也會(huì)達(dá)到無限在,這個(gè)時(shí)候要推動(dòng)物體也需要無限的數(shù)量。
既然物體的速度無法達(dá)到光速,那宇宙中是否存在光速運(yùn)行的物質(zhì)呢?答案是肯定的。這種物質(zhì)就是我們每天都會(huì)見到的光。對(duì)于光相信大家都不會(huì)陌生,我們每天,每時(shí)每刻都在跟它打交通。正是有了光我們才能夠看到這個(gè)世界,才能夠讓世界充滿光明。
那光的速度為什么可以達(dá)到光速呢?難道它違背了愛因斯坦相對(duì)論?光的動(dòng)力于哪里?光雖然是我們常見非常熟悉的物質(zhì),但是人類在探索光的道路上卻充滿了各種艱辛,直到現(xiàn)在我們對(duì)光的可能只是一部分,大部分光的奧秘我們?nèi)匀徊弧?/p>
物體的速度無法達(dá)到光速,那是因?yàn)槲矬w有靜止質(zhì)量,而光的速度能夠達(dá)到恒定光速,那是否說明光是沒有靜止質(zhì)量的?答案是的。光是一種非常特殊的物質(zhì),它沒有質(zhì)量,這一個(gè)方法最初的時(shí)候讓科學(xué)家大跌眼鏡,而且感到不可思議。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)光沒有質(zhì)量之后,對(duì)它的興趣也越來越濃厚,想要搞明白光到底是什么,它有可能是粒子也有可能是一種波?最初的時(shí)候,科學(xué)家認(rèn)為光應(yīng)該是一種沒有質(zhì)量的粒子??墒沁@個(gè)結(jié)論是經(jīng)經(jīng)不起科學(xué)驗(yàn)證的??茖W(xué)家通過雙縫實(shí)驗(yàn)看到了光的波形象,于是有又有認(rèn)為光應(yīng)該是一種波。
可是科學(xué)家對(duì)此又有這樣的疑問:如果光是一種波,而波的傳播是需要介質(zhì)的,那么光可以完全的真實(shí)中傳播,速度達(dá)到了每秒30成公里。那種它的傳播介質(zhì)又是什么,而且波的傳播速度會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)的不同,速度也會(huì)不同??晒獠还苁窃诠虘B(tài),液態(tài),氣態(tài)還是其它的各類物質(zhì)中傳播,它的速度永遠(yuǎn)都是恒定不變的,如果你覺得光的速度慢了,只不過是時(shí)間變慢而已,并不是光的速度變慢了。
科學(xué)家無法腦初出這種介質(zhì),于是光是波的論斷也被推翻了。最后科學(xué)家重新打開了另一條全新的路,認(rèn)為光即是粒子也是波,于是一個(gè)新的詞出現(xiàn)了,它就是波粒二象粒。至此光擔(dān)負(fù)了兩個(gè)榮耀,一個(gè)是光一個(gè)是波。光的特性搞明白之后,科學(xué)家開始研究推動(dòng)光進(jìn)行光速運(yùn)行的能量動(dòng)力。
我們都知道,任何物質(zhì)的速度之所以能夠不斷提升,就是因?yàn)橛心芰客苿?dòng)。如果從宏觀的角度,我們是無法知道物體能量的,可如果進(jìn)入微觀世界,就能夠看明白一些。在微觀世界里,組成物質(zhì)的分子和原子周圍都環(huán)線著電子。
這些電子在獲得了外部的能量之后,比如我們給物體加熱等,這個(gè)時(shí)候獲得了能量的電子會(huì)向中心靠攏,在這個(gè)過程中會(huì)有多余的能量被釋放了出來,于是就形成了我們所見的光。有質(zhì)量的物體無法將這些多余的能量完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以速度無法達(dá)到光速。
而光速由于沒有靜止質(zhì)量,所以可以將這些能量無損地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以才能夠?qū)崿F(xiàn)恒定的光速運(yùn)行。如果要追尋光的能量源頭,可能要回溯到宇宙大爆炸的時(shí)候。138億年,奇點(diǎn)發(fā)生大爆炸的瞬間,產(chǎn)生了無比巨大的能量,這些能量轉(zhuǎn)化為各種物質(zhì),宇宙塵埃,同時(shí)也形成了光這種特殊的物質(zhì)。
光隨著宇宙的誕生而出現(xiàn),它永遠(yuǎn)不會(huì)消失,遍布在宇宙的各個(gè)角落。它與宇宙是共生的關(guān)系,宇宙生它出現(xiàn),宇宙亡它才會(huì)消失。這些只是人類現(xiàn)在的科技對(duì)光的一些粗淺認(rèn)知。事實(shí)上,光的奧秘遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些,我們現(xiàn)在對(duì)光的本質(zhì)是不是是正確的,仍然存在著疑問,有可能隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步,未來科學(xué)家對(duì)光的認(rèn)知還會(huì)發(fā)生巨大的變化。
我們了一些有關(guān)光的知識(shí),知道了光速是物體速度的極限。于是有人又會(huì)問:如果光速是宇宙的極限速度,那是否意味著人類永遠(yuǎn)不可能將飛船的速度提升到光速,光速如果不能破,那人類研究探索宇宙還有何意義?
人類的夢(mèng)想就是走遍宇宙的各個(gè)角落,探索宇宙的終極奧秘??扇绻钪嬷兴俣鹊臉O限是光速,面對(duì)浩瀚的宇宙,光速根本不算什么。銀河系的直徑達(dá)10萬光年,飛船以光速飛行需要10萬年,仙女星系距離銀河系250萬光年,光速飛行需要250萬年。人類現(xiàn)在可觀測(cè)宇宙的范圍達(dá)920億光年,如果以光速飛行,需要920億年才能穿越。
如此浩瀚的宇宙,光速慢如蝸牛,這還怎么實(shí)現(xiàn)人類探索宇宙的夢(mèng)想?對(duì)于此,科學(xué)家自然也不會(huì)服輸,雖然從理論上講,物體的極限速度是光速??墒强茖W(xué)家卻不認(rèn)為光速不可破,物體的速度無法突破光速,但我們可以另辟新徑,找到另外一條突破光速的路。
雖然宇宙中能夠達(dá)到光速的物體只有光子,但是宇宙中卻存在著超光速現(xiàn)象,比如宇宙的膨脹速度就超越了光速,這樣的速度跟物體的物體不同,它是一種空間的壓縮和擴(kuò)張??茖W(xué)家將宇宙看作是一個(gè)巨大的球體彈性膜,物體在膜上的速度極限是光速,可膜的膨脹速度卻可以超過光速
當(dāng)宇宙膜在以超光速進(jìn)行空間壓縮和膨脹的時(shí)候,就會(huì)帶著附著在它上面的物體一同進(jìn)行超光速移動(dòng),這一點(diǎn)類似于地球上的沖浪運(yùn)動(dòng),船不動(dòng),波浪帶著船運(yùn)動(dòng)。
因此,科學(xué)家想到了兩種可以讓物體突破光速的方法,一種是曲速引擎技術(shù),一種是蟲洞穿梭。曲速引擎是通過壓縮飛船前方的空間和膨脹飛船后方的空間,形成一個(gè)空間壓力差來實(shí)現(xiàn)光速穿梭或超光速穿梭。蟲洞穿梭就更高級(jí)了,直接打破宇宙膜,讓兩處空間通過蟲洞連接起來,飛船只要穿過這道門就可以到達(dá)宇宙的另一邊,其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越越光速。
當(dāng)然,以上兩種方法想要實(shí)現(xiàn)可不是那么容易的,我們只要將光的奧秘完全破解了,才有可能針對(duì)光速做對(duì)突破,我們期待著這一天的到來。
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