1.曲速引擎梦想能否照进现实?做梦都想要的超光速飞船

2.陕汽集团简介?

3.光是如何达到光速的?

4.想要实现超光速飞行,需要哪些技术呢?

5.为什么速度不能超过光速

曲速引擎梦想能否照进现实?做梦都想要的超光速飞船

超光速汽车_超光速什么概念

曲速引擎能够帮助人类实现星际旅行的梦想,但一直以来,这种推进装置只停留在科幻作品。据信,美国宇航局正悄悄测试这种革命性的太空旅行方式,从地球前往月球只需要短短4个小时,甚至有可能进行超光速旅行。不过,绝大多数科学家认为超光速太空旅行不可能成为现实,至少短期内无法实现。

用曲速引擎的星际飞船

在很多科幻影片中,超光速飞船都是标配。只需按一下按钮,踩一下踏板,这种飞船便会把我们送往宇宙中的另一个地点。不过,没有人能够解释超光速推进系统的工作原理。最近几年,一些科学家将目光投向所谓的“阿库别瑞曲速引擎”,认为这种超光速引擎可能具有可行性。

2019年在印第安纳波利斯举行的2019年美国航空航天学会推进与能源论坛上,曲速引擎成为一个热门讨论话题。阿拉巴马大学亨茨维尔分校推进研究中心的工程师约瑟夫·安格努表示曲速推进系统背后的理论相对比较简单。曲速引擎的概念由墨西哥理论物理学家米给尔?阿库别瑞1994年提出。

阿库别瑞引擎会产生曲速泡,通过拉伸曲速泡内的时空结构实现超光速飞行。曲速泡能够压缩飞船前方的时空,同时让后方的时空发生膨胀。准确地说,超越光速的并非飞船,而是飞船周围的时空以超光速移动。

过去,科学界普遍认为阿库别瑞引擎完全是理论上的或者说只是一种猜测。最近几年,这一设想重新焕发生机。这主要归功于美国宇航局鹰工厂实验室的哈罗德·怀特。他是先进推进研究小组的负责人。在2011年举行的百年星舰研讨会上,怀特分享了有关阿库别瑞引擎的最新计算结果。他表示阿库别瑞的理论具有合理性,但需要一些严谨的测试和进一步发展。在此之后,他和同事便一直在鹰工厂实验室开展相关研究。

超光速飞船艺术概念图,用阿库别瑞曲速引擎

求学期间,安格努的大部分精力都用在钻研阿库别瑞的理论和曲速力学。在导师詹森·卡希伯里的指导下,安格努开始深入研究曲速引擎。卡希伯里是机械与航空航天工程学副教授,同时还是阿拉巴马大学亨茨维尔分校推进研究中心的研究员。

安格努指出曲速力学研究面临的一个最大问题是,科学界至今没有非常严肃对待这一设想。他说:“以我的经验,只要一提到曲速引擎,通常都会遭到奚落,因为在很多人眼里,它完全是理论上的,只存在于科幻作品中。最初,我将曲速引擎与超光速归为一类,因为它们都违背了‘光速是终极速度’的设。直到深入钻研这一理论,我才意识到它并不存在这个问题。”

激光干涉引力波天文台(LIGO)

曲速引擎研究仍处于“婴儿时期”。但在最近,科学家取得了很多进展。2016年,激光干涉引力波天文台(LIGO)发现了自然产生的引力波。这一发现不仅证实了爱因斯坦一个世纪前的预测,同时也证明自然界存在打造曲速引擎的基础。安格努指出这可能是最重大的一项成果,但绝非唯一一项。他说:“过去5到10年,在预测曲速引擎的潜在影响和探寻这种引擎的可行性方面,科学家取得了很多引人注目的进展。这些进展巩固了基本设和概念,同时也让在实验室测试这一理论更具有可行性。”

黑洞合并艺术概念图。两个黑洞合并会产生引力波

安格努称:“在我看来,LIGO发现引力波是科学界的一次巨大飞跃。这一发现证明时空会在存在巨大引力场的情况下发生扭曲。引力波以一种可测方式在宇宙中传播。在此之前,我们只能推测可能的情况,这要感谢爱因斯坦。现在,我们找到了确切答案。”

安格努指出曲速推进系统依赖时空的膨胀和收缩。引力波的发现表明自然界存在这些效应。“既然已经知道这些效应真实存在,下一个问题就是如何对其进行研究并在实验室再现这些效应。毫无疑问,这种研究需要投入大量时间和,但同时也能取得巨大收益。”

《星际迷航》中的曲速泡

当然,曲速引擎研究面临诸多挑战,在实验性研究具有可行性前还需获得更多支持和取得大量进展,例如理论框架和技术方面的进展。安格努表示如果我们将曲速引擎研究视为容易解决的问题,而不是一个巨大挑战,就一定能取得进展。

他说:“如果想打造曲速引擎,就需要找到一种途径,可以随心所欲地膨胀和压缩时空。此外,时空的膨胀和压缩要控制在一个很小的范围,例如环绕一个小型物体或者一艘飞船。我们知道极高能量密度的电磁场或者质量能够导致时空扭曲。根据我们当前的分析,这需要耗费惊人的能量。”

阿库别瑞引擎产生的曲速场。场内的飞船利用负能量收缩前方的空间,同时让后面的空间膨胀,以实现超光速

安格努表示:“ 科技 界应尽最大可能,改善相关设备和流程,让高能量密度更具有可行性。我认为一旦可以在实验室复制这些效应,便可以极大地加深我们对引力工作机制的认知,为某些尚未被发现的理论或者漏洞打开一扇门。我个人认为能量是最大障碍。克服这个障碍涉及到很多技术方面的问题,例如需要打造更大的电磁场和灵敏度更高的设备。”

打造曲速泡所需的正能量和负能量数量仍是阿库别瑞曲速引擎梦的最大挑战。科学家认为保持产生曲速泡所需负能量密度的唯一途径就是借助奇异物质。据科学家估计,所需的总能量与木星的质量相当。听起来很惊人,但与早期估计相比仍是小巫见大巫。过去,科学家一度认为所需能量相当于整个宇宙的质量。

《星际迷航》中的“进取”号飞船,速度可超越光速

然而,与木星质量相当的奇异物质总量仍让人望而却步。换句话说,科学家仍需取得重大进展,大幅减少所需能量,才能让打造曲速泡更具有可行性。安格努表示当前唯一的可行道路就是进一步发展量子物理学、量子力学和超材料。在技术方面,我们还需要研制更先进的超导体、干涉仪和磁发电机。当然,研制曲速引擎还面临资金问题。对于任何前景不确定的设想,资金始终是一个巨大挑战。

但安格努表示所有这些都不是无法战胜的挑战。鉴于当前取得的一系列进步,我们有理由对未来充满希望。他说:“这是一项值得我们探寻的理论。与过去相比,寻找该理论成立证据的难度要小得多。人类一直梦想着飞出太阳系,甚至飞出系,曲速引擎能够帮助人类实现这些巨大飞跃,因此我们有必要投入展开相关研究。”

曲速飞船艺术概念图

与航空电子设备、核研究、太空 探索 、电动 汽车 和可重复使用的火箭助推器一样,阿库别瑞曲速引擎注定是一个伟大,但充满挑战的设想。如果说 历史 能给我们带来启示的话,那这个启示就是一旦穿过“不能返回临界点”,一切便突然豁然开朗,所有的设想似乎都具有可能性。随着科学家发现越来越多的系外行星,一定有很多人梦想着 探索 太阳系附近的恒星系统,寻找具有潜在宜居性的“第二地球”。如果能够研制出曲速引擎,便能让这些梦想照进现实。

陕汽集团简介?

陕西汽车控股集团有限公司(简称陕汽控股),总部位于陕西省西安市,前身是始建于1968年的陕西汽车制造厂。陕汽控股拥有员工3.5万人,资产总额292亿元,位居中国机械500强第23位,是我国西北地区最大的制造型企业和唯一的新能源商用车生产企业。

陕汽控股下辖陕西汽车集团有限责任公司和陕西汽车实业有限公司两大子公司,主要从事重型军用越野车、重型卡车、中轻型卡车、大中型客车、微型车、重微型车桥、康明斯发动机及其零部件的开发、生产、销售及相关的汽车服务贸易和汽车金融业务,研发生产的“延安”牌重型军用越野车先后参加了国庆35周年、50周年和60周年阅兵仪式,成为唯一指定装备我军的重型军用越野车生产基地和首批汽车出口基地企业。当前,陕汽重卡已出口到欧洲、非洲、亚洲及中东等60多个国家和地区,在伊朗、苏丹、埃塞俄比亚等国家实现了本地化生产,出口量连续多年位居行业前茅。

作为新能源汽车产业的积极倡导者和主要推动者,陕汽控股已经成功开发出以CNG、LNG、纯电动等为动力的多款新能源汽车产品并拥有多项专利技术。其中,唯一进入国家产品公告的重型纯电动码头牵引车已经批量上市。

近年来,陕汽控股积极实施服务型制造战略,以客户价值为引领,整合产业,搭建共赢平台的新商业模式,初步实现了企业增长方式的转型,被国家工信部命名为首家“车联网技术应用实训示范基地”企业。

展望未来,陕汽控股将紧紧围绕“做强重卡、做大商用车、培育新的增长点、实现可持续发展”的战略,秉承“天下,服务领先,品质成就未来”的经营理念,加快产业结构调整步伐,构建具有显著服务特色和综合竞争优势的集群化发展体系,到“十二五”末实现汽车产销40万辆以上,销售收入突破700亿元,全面建设国际一流的汽车企业集团。

光是如何达到光速的?

如今,人类可以轻易地得到光速的准确数值:2992458m/s。

从 历史 记载来看,恩培多克勒就是第一个说出光速有限的人,他全然地相信,光是运动的,所以也就需要运行时间。 到达光速后究竟会看到什么呢? 这个问题小时候的爱因斯坦也很喜欢思考,从理论上来看,我们了解到超光速可以让人看到过去。

如说1秒前的那段画面被光反射到宇宙中,如果说你的移动速度够快,并且超过了这个反射光的速度,那就代表着你能在这个反射光还没到达的时候,提前来到它将要到达的那个位置,等它跑过来的时候你就能看到它了,虽说那个时候你的时间是现在没错,但是你看到的景象的确是一秒前发生的。但事实是,有质量的物体就无法达到光速。听到这句话,你可能反手就发出一个问号,按你这么说的话, 光又是如何达到光速的?

先不说别的,我们来聊聊那么理解能量激发物质?比方说燃烧的时候,它也激发了周围的物质,而我们肉眼观察到的只是表象,人类这个时候会将它称为光,你可能知道光从月球传播到地球需要1.3秒,但也要知道,你观测不观测,光子都存在。

光子这个小家伙其实就是没电的电子,它的质量微乎其微,电子在原子里跑的速度也是光速,它将能量传给原子的时候,电子得到能量后就会逃逸成光子,这个时候,光子的速度不会保持不变,因为能量减弱之际它就会被吸收从而消失。既然我们知道光子是受到激发的量子,那就意味着我们能做很多事,这就像我们平时用的扇子或是电风扇的叶片转动,它们可以产生风;当宏观物质快速震荡的时候,它就能形成引力波;而当微观的电子由高能态跃迁回基态,这个时候我们可以激发单个的空间量子,由此产生光子。

至于光子为何能远距离传播,这很好理解,其实就是因为光子的体积很小,使得它与空间量子的碰撞几率相对较低。总的来说就是,光的本质是粒子,它运动的动力来自外界对光子的激发,光速最大及其所具有的不变性,就是因为光子的质量和体积是最小的。科学家们还发现,光子没有静质量,因此得出它的运动速度无需能量就能够达到,且不受能量大小左右,但是能量大小却可以让光子以波长和频率的形式反映出来,并且是能量越大,波长越短,频率还越高,所以也能说,光子一出生就是光速,它自带的光环使得它无须“动力”和所谓的“瞬间加速”。

从19世纪的双缝实验来看,相信很多人都知道了,光不仅是一种具体的粒子,同时还带有电磁波的根本属性,也就使得光子彼此之间会互相干涉,所以我们初中物理课本里,将其称为光的“波粒二象性”,意思是说,光不仅是由光子构成的,它是粒子,同时也是“光波”。

得益于它的存在,人类做了哪些事?可以说人类 探索 太空和我们周边的世界,无论是窥探地底还是深海,亦或是寻找细菌、、原子以及基本粒子等微观世界,都要借助光(电磁波),没有光,人类也就无法辨识这个世界。光子是电磁波传递的媒介,也能说电磁波就是光波,所以千万不要把光单纯地理解为是我们人眼可见的光。要知道,可见光只是电磁波谱里一个很窄的频段,从整个电磁波谱频段来看,它还包括肉眼不可见的光。

光速则决定着宇宙的基本秩序,光究竟是“何方神圣”这个问题,如有一天人类真的证明出光子的具体来源,那么,这个人肯定能拿下一个诺贝尔奖,我们知道宇宙中,最神奇的力量莫过于“光”,光的存在,让人们生存,光还给予了植物们光合作用,让它们绿意盎然。你应该知道世界万物都离不开阳光,动物和人类没有阳光也就无法生存。 关于宇宙的本体是什么? 简单来说也就是, 宇宙之前是什么这个问题?

比较令人信服的应该就是“宇宙大爆炸”理论了。该理论认为,在距今离人类十分遥远的138亿年,也就是宇宙之前的物质其实是从一个奇点中爆炸产生的,这个奇点爆炸后,在一段时间里,形成了宇宙和物质,科学家也认为,在宇宙形成的早期过程里,宇宙处于高温的状态,它以迅雷不及掩耳之势的速度发展下去,留下了在科学界被称为是“辉光”的物质,这种说法绝不是凭空捏造。因为不出所料的是,科学家们后来利用了轨道探测器这种精密的设备,准确地测量出了宇宙微波背存在的可能性,这对于大爆炸理论的正确性而言,无疑给出了一个事实性的依据。

大家注意了,我们计算光速其实只是为了衡量设人类所在的位置是宇宙的奇点大爆炸前的位置上,别忘了,光可以跑到最远的时空范围,但是人类根本没办法证明我们有没有可能是宇宙的中心,而且光也不是我们想象中的能无限传播的模样,而在光都来不及到达的地方,是不是也会有更加广阔的宇宙呢?

光能够达到光速并不是因为它需要动力,而是因为在宇宙中,凡是静止质量为0的东西都可以达到光速,而光子恰好就是静止质量为零。那为什么静止质量为0就可以达到光速呢?这其实和量子力学的理论模型有关。具体原因我们还得从理论物理学的发展说起。

如果要给科学史上的理论物理学家做一个排名,可能不同的人给出的答案会是完全不同的。不过,有两位大神肯定会被大家排到最前列,这两个人就是牛顿和爱因斯坦。牛顿代表的是经典物理学,而爱因斯坦则代表的是现代科学,爱因斯坦以及他所在时代的科学家更像革新者,革了经典物理学的地基,建立了现代物理学的两大支柱: 相对论 量子力学

其中,相对论几乎是爱因斯坦一个人做出来的。相对论被分为 狭义相对论 广义相对论 。在狭义相对论中,爱因斯坦以 光速不变原理 相对性原理 为基本设建构出来的。

我们通过光速不变原理进行推导,就可以得到 光速是信息、物质和能量传播的最快速度, 它们都无法超越这个光速(3*10^8m/s)。这个看法起初很多科学家都无法接受,狭义相对论诞生后很久才逐渐在实验中被验证,被开始被接受。很多人都会有一个疑问:为什么光速是宇宙中物质、信息、能量的极限速度,而不是其他的速度?还有光是如何一下子达到光速的?它的动力之源到底是什么?

标准模型

关于这个问题,与爱因斯坦同一时代的物理学家就在研究,前前后后上百位杰出的物理学家先是创立了量子力学,紧接着结合狭义相对论和量子力学推导出了量子场论,进而得到到了 粒子物理标准模型

之所以需要这样一个理论,很大原因是实验惹的祸。上世纪初有一个叫做卢瑟福的科学家通过简单的“α粒子”轰击(撞)金箔,就让他了解到原子模型,并开启了研究核物理的先河。

后来的科学家照葫芦画瓢开始用粒子"对撞”来获得微观世界的物理学现象。这一“撞”,撞出了上百种粒子,那这些粒子改如何安排的明明白白呢?

物理学家就搞出了一套标准模型,在这套标准模型中就把这些粒子都安排明白了。这套模型实际上很复杂,不过我们可以简单粗暴地来说一下。

话说在古希腊时代,就已经有哲学家在思考这个宇宙到底是咋来的了?

他们当时提供了两个思考这个问题的方向,一 个是研究万物的本源,一个是研究万物之所以是万物背后的规律。 前者最后最终逐渐演化成研究万物最小的构成单位,并且在德谟克利特和亚里士多德时代达到了高峰,不过他们还停留在哲学思辨的层次,并没有和微观的物理学现象相结合。

而标准模型则弥补了这个空白,是基于微观世界的物理学现象构建起来模型。在这个模型当中,有两种构成这个世界的粒子,一种叫做 费米子 ,一种叫做 玻色子 。费米子就好比是把万物切到最小剩下的粒子,费米子不能处于同一个量子态,因此,它们的存在使得物质具有体积的属性。而玻色子就好比是胶水(通过传递相互作用来实现),把费米子粘黏起来形成物质。

这么说可能太抽象了,我们来举个例子,夸克就是费米子,而胶子就是规范玻色子,三个夸克通过胶子传递的强相互作用就可以构成质子或者中子。

而质子和中子可以通过介子传递的强相互作用来构成原子核,原子核和电子之间是依靠光子传递的相互作用来构成原子。这里没有提到的弱相互作用则是用来维持原子核的稳定性的。有了原子,通过原子之间的电磁力,就可以构成费分子,分子再构成物质。所以,费米子和规范玻色子实际上就是古希腊先哲心目中的万物本源,它们共同构成了这个世界。

质量之源

说了这么多,你可能要问了,那这和光速有什么关系呢?

这个理论看似完美,但是却存在着一个致命的问题: 粒子的质量从哪来?

根据这个理论,粒子都应该是不具有质量的。可是,科学家通过计算就发现,物质的质量99%来自于强互相作用,却还有剩余的1%不知去向。

为了解决这个问题,几位科学家提出了著名的希格斯机制。他们认为宇宙中还存在着一种标量玻色子: 希格斯玻色子 。它们可以赋予粒子质量,那它们是如何赋予粒子质量的呢?

它们可以让粒子减速,以此让粒子获得质量。也就是说,如果没有任何阻拦,粒子本身就应该是以光速传播,但是有一部分粒子被希格斯玻色子“拦着”,以至于速度被拖慢,并且获得了质量。

万万没想到的是,科学家的这个理论猜想后来还真的被大型粒子对撞机的实验所验证,其中2位物理学家在2012年还因为提出希格斯机制而获得了诺贝尔奖。

但并不是所有的粒子都会被“拖慢”,光子就不会,所以它具有的速度就是粒子本该有的速度:光速。光子不是慢慢加速到光速的,而是它天生就是光速,也因此它的静止质量为零。

“达到”这个词,让人感觉有一个加速的过程,从零逐渐增加,最后到光速。但是 光不会“达到”光速,因为光的速度永远不会低于光速 (这里说的是真空中,在介质里光速会降低,变成真空光速除以这种介质的折射率)。当然,也不会高于光速。

光的速度就是一个定值,——光速,大约每秒30万公里。这就是为什么“光速”是一个自然界的基本常数,而“你的速度”或者“一辆 汽车 的速度”不是自然界的基本常数,因为这些速度是可变的,而光速不变。

为什么你日常见到的物体速度会改变,会从零逐渐变化,而光却不会?因为这是狭义相对论决定的。

狭义相对论里,每一个物体都有一个“ 静质量 ”m0,就是它在静止时的质量,然后,当它运动起来时,质量会发生变化,——这是完全超越日常经验的,但却经过了无数实验证实!变成什么呢?

当速度为v时,“ 动质量 ” m = m0 / sqrt(1 - v^2/c^2) ,这里sqrt表示“开根号”,^2表示“平方”,c是光速。

当v很小时,v^2/c^2接近于0,1 - v^2/c^2接近于1,sqrt(1 - v^2/c^2)也接近于1,m接近于m0,也就是说,动质量跟静质量没有多少差别。多小算“很小”呢?你要考虑到光速是30万公里每秒,我们日常所见的速度跟它相比都差了好几个数量级。比如高铁列车,设在以360公里每小时的运行(比最近要恢复的350还高一点),就是0.1公里每秒(一小时是3600秒),这个v只是c的300万分之一!在这个速度下,质量的变化只有几万亿分之一的量级,无法察觉。即使是以第一宇宙速度环绕地球的卫星,速度也不过是7.9公里每秒,虽然比高铁快多了,跟光速相比还是可以忽略不计。

但是当v接近光速时,动质量跟静质量的差别就显示出来了。例如v = c/2,这时你会算出m = 2/sqrt(3) m0 = 1.155 m0。如果v = 0.9 c,就有m = 2.294 m0。而如果v = 0.99 c呢?这时m = 7.089 m0。 随着速度接近光速,动质量迅速地增大。

如果速度达到光速了,会怎么样呢?这个公式告诉你,动质量会变成无穷大。

但这实际上是不可能发生的事情!因为质量越大,要再加速,需要外界给它的能量就越多。到接近光速的时候,你给它天文数字的能量,也只能让它的速度增加一点点,仍然达不到光速。而你能提供的能量总是有限的。

因此, 如果一个物体的静质量不为零,你就永远不可能把它加速到光速 。

但是,还有另一种情况。如果一个物体的静质量为零呢?这时你会发现,如果它的速度低于光速,动质量就必然是0,因为m0 / sqrt(1 - v^2/c^2)这个分式中,分子为零,分母不为零。但这又是不可能发生的事。因为按照相对论的质能关系,E = m c^2,能量等于动质量乘以光速的平方,如果动质量为零,这个物体的能量就是零了,它怎么可能既在运动又能量为零呢?

所以,唯一合理的情况,就是这个物体的静质量为零,但动质量不为零。这种情况怎么可能出现?只能要求m0 / sqrt(1 - v^2/c^2)这个分式的分子分母都等于0,也就是说,v只能等于c。

因此, 静质量为零的物体,只能以光速运动,速度不可能降到光速以下 。

光是什么样的物体?就是这种静质量为零、动质量不为零、只能以光速运动的物体。

想要实现超光速飞行,需要哪些技术呢?

如果要问想要探索世界,探索宇宙,什么最重要?可能很多人会说出一大堆的理论和答案,可是小编要告诉朋友们,只有速度才是王者。只要有了速度,探索世界,探索宇宙才有可能,否则一切都将是梦想。

人类诞生于数百万年前的地球,人类文明的不断发展其实也是不断的速度提升史。古时候,人们出行基本靠走,快一点的交通工具也是马车,所以速度限制了人们探索地球,大部分人一辈子也无法走出很远,就在方圆百里的范围内活动。

随着人类的发展,走进科技发展的道路之后,各种交通工具开始出现,自行车,摩托车,汽车,火车,飞机等,它们的速度也在不断提升,有了速度的优势,人们终于可以走得更远,领略世界各处的风。火箭的出现,让速度更进一步,人类终于走出了地球看到了浩瀚的宇宙,也看到了地球的真面貌。

由此可见,速度才是王者,没有速度的优势一切都是白说。人类走出地球之后,想要探索整个宇宙,主要的依靠同样是速度,可能有人会说天文望远镜可以看得很远,可以看到数百亿光年之外。可事实上,天文望远镜的局限性是非常多的,它能够看到数百光年外的星球,可能够看到那个星球的具体情况吗?

想要真正了解远处星球到处是什么情况,只有走到近前才可以。我们了解认知火星,也是依靠火星探测器登陆火星才行,天文望远镜只能确定那个位置有一个星球,却不知道星球上面是什么样子。可是进入太空之后,我们才发现,我们在地球上引以为傲的速度在宇宙中根本不算什么。

浩瀚的宇宙距离以光年为单位,那么对应的基本速度也是光速,即使飞船以光速飞行,我们能够探索的范围也是非常有限的,想要探索整个系,只有超越光速的速度才行。可是,爱因斯坦的相对论早已告诉我们,任何有静止质量的物体速度都不可能超过光速,“光速不可超越”在很多人心里面已经根深蒂固。

如果光速不能超越,那人类探索宇宙的期望不是将永远只是是一个梦想吗?无论人类如何发展,发展多少年,我们将永远只能困在一个小小的空间范围内,那人类的科技发展还有什么意义?事实上,光速并不是不可以超越的,宇宙中并不缺少超光速现象。

宇宙诞生于138亿光年的奇点大爆炸,大爆炸之后,宇宙开始快速膨胀,这种膨胀速度就远超光速,直到现在,宇宙的膨胀速度仍然超越了光速。人类目前的可观测范围达930亿光年就可以证明宇宙的膨胀速度超越了光速,当然,930亿光年只是人类目前的可观测范围,真实的宇宙到底有多大,无人知道,相信远远超越930亿光年。

除了宇宙膨胀的速度远超光速之外,科学家在观测宇宙的过程中,还发现过一些超光速现象,这些宇宙中存在的超光速现象告诉我们,光速并不是不可超越的,那么想要超越光速,需要什么样的技术理论和方法呢?科学家通过研究探索,提出了三种可能超越光速的猜想技术。

第一种,“曲速引擎”技术,我们都知道,爱因斯坦相对论告诉我们,我们所在的宇宙是一个有弹性的宇宙膜,是可以伸缩弯曲的,也就是我们的宇宙其实是处于一种动态的时空扭曲中,这种时空扭曲产生的速度有可能超越了光速。

“曲速引擎”就是利用空间的这种伸缩特性,通过操纵飞船前后的时空结构,让飞船可以在时空结构中“超光速”飞行。这种情况类似于地球上的冲浪运动,冲浪爱好者利用自己的技术,让脚下的冲浪波随着波浪的起伏力量快速前行,这种速度是非常快的,在整个冲浪过程中,冲浪板和人体本身是处于相对静止状态,前进的是波浪。

“曲速引擎”的飞船在超光速飞行中,也是处于一个相对静止的状态中,它周围的时空在超光速运动,带动着飞船超光速前进。“曲速引擎”飞行在不少的科幻作品中出现过,它也是目前科学家主要的研究可能实现的超光速飞行技术。

第二种、量子纠缠技术,量子力学是现代科学最伟大的一个成就,量子力学中有一个量子纠缠现象,简单来说,在亚原子世界中的两个相互纠缠的微小粒子,就是它们被隔开到相距十分遥远的两个地方,如果其中一个粒子的状态发生变化,另一个粒子能在瞬间感应到它的变化,并做出相应的改变,感应的速度是瞬间的,比光速还要快好几个数量级,这种匪夷所思的现象就被称为“量子纠缠”,爱因斯坦称这种现象为“幽灵般的超距作用”。

量子力学中的这种量子纠缠现象中的粒子感应就实现了超光速传输,曾经有科学家提出用这种方法来探测黑洞内的情况。我们都知道,黑洞由于其特殊性,光和电磁波无法逃出来,所以我们也无法知道黑洞内的具体情况。而量子纠缠的这种粒子感应现象却有可能做到,只要让一个粒子进入黑洞,另一个粒子在黑洞外面,就有可能接收到黑洞内的粒子周围的情况。

而量子纠缠的这种超光速现象也为科学家打开了实现超光速飞行的另一扇大门,这种超光速飞行和曲速引擎技术是不同的,它不用飞行也不用周围的时空发生扭曲,而是直接让飞船在静止状态下消失,然后出现在另一片时空中,是不是感到非常不可思议呢,期望未来这种技术会实现。

第三种、虫洞穿梭,这一点其实也是根据爱因斯坦相对论提出的。根据爱因斯坦提出的宇宙膜原理,只要质量或能量足够强大,就有可能在这个宇宙膜上打穿一个洞,而这个洞连接着两个遥远的宇宙空间。通过它就可以快速到达目标,实现超光速飞行。

举一个简单的例子,比如地球上中国和美国是处在地球这个球体的两侧,正常情况我们要去美国,只能是绕着球体的边缘做圆周运动前往,需要的时间自然要长一些。根据两点直接直线最短,如果我们在中国和美国之间打一个洞,也就是将地球穿一个洞,通过这个洞连接着中国和美国,距离也是最短的,需要的时间自然也会非常短。

当然,地球不可能随便打穿一个洞,那会带来巨大的灾难。虽然只是一个例子,但是从理论上讲是可行的。同样的道理应用在宇宙中也是一样,宇宙相当于一个球体薄膜,正常情况我们要从一个星系到达另一个星球,它们可能位于宇宙的两边,相隔数百万光年,正常情况下,我们只能沿着宇宙球体膜前行,需要飞行数百光年的距离才能到达。

可如果我们在宇宙薄膜上打穿一个洞,连接着两处时空,这是一个直线距离,数百万光年的距离有可能只剩下数千光年,通过这个洞前行就可以减少很多的时间,这个洞就是所谓的虫洞。

不过,想要打开一个虫洞,那需要的能量是非常庞大的,以人类现在的技术根本做不到,只有等未来人类有了更强的能源,更强的力量或许才有实现的可能。

由此可见,超光速飞行并不是没有可能,只要人类科技不断发展,三种超光速飞行的猜想技术总有一天可以实现,只要实现任何一种,我们就可以探索更加广阔的宇宙,至少系将无法阻挡人类探索的脚步。

为什么速度不能超过光速

质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC?,式中E为能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。 由此可以解释为什么物体的运动速度不可能超过光速。

一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多。这时,物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量。因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如光子。

首先认为物体的速度不能超过光速这个说法就是值得推敲的一个问题。个人认为准确的表达应该是目前已知的物体中,其速度不能超过光速。因为光是我们能看到物体的前提基础,不管光从物体上反射,发出,然后到达我们的肉眼或已知的检测仪器,我们才能发现物体。光是我们目前已知的速度最快的物质,也是我们能看到在光速范围内运行的物体的基础。所以得到了就目前已知的各种物体中,其速度绝对不可能超过光速,因为一旦超过我们就“看不到”他们了。

其次,我们设真的有一种求知的物体的速度能超过光速,也就是说此时的光不可能照到该物体上。因为光速不够大,所以就看不到该物体了。所以就是真的这么一种物体的话,就是因为所有探测手段的前提就是都是以光速是极限速度的,从而让人类无法捕捉到他。按照目前的逻辑推理来说,得到的结论就是:探测不到即为不存在。但这种推理方式还是有缺陷的。举个例子来说,都以肉眼观测来说,一个正常行走的人和一辆飞驰而过的汽车相比,我们可以很正常的看到行走着的人的一些细节而不能描述出汽车的一些特征,我们再将汽车的速度极限化,就算不超过光速,只要是超过人眼可以捕捉动态图像的极限能力后,人类也就不可能 看到那辆汽车了,难道就能因此而断定汽车没有从眼前驰过吗?如果是这样的话,我们得出的一个结论是:设一个物体真的存在,但是因为没有被我们使用目前所已知的各种检测手段发现就认为是不存在的,那是严重错误的“检测不到,并不等于不存在“。而这时更为真实的一个提法应该是”不可知,而不是绝对的不存在。”