我们不仅无法达到光速,甚至不能无限接近它,是什么阻碍了我们?

光速是一种超越常识的存在,其实这并不稀奇,因为它代表了一种极限,也就是宇宙间最快的速度。

任何有质量的物体都无法达到光速,而像光子一样没有质量的物体则只能以光速运动。光速作为宇宙间速度的极限,它还有着另外一个超越理解的特性,那就是恒定不变。

我们都知道,在测量一个物体的相对运动速度时,由于参考系的不同,测量得出的相对速度也是不同的。比如在静止的角度上测量一辆速度为每秒30米的汽车,它的相对速度为每秒30米,而如果我们乘坐在一辆同向行驶,且速度也为每秒30米的汽车上去测量,那这辆汽车相对于我们而言就是静止的。但这并不适用于光速。

在静止的角度上测量,光速为每秒299792458米,而如果我们乘坐在一艘与光束同向行驶的光速飞船上去测量,光相对于我们的速度依然是每秒299792458米,光相对于任何参考系而言,速度都是恒定不变的,之所以会得出这样的测量结果是因为高速移动中的我们的时间变慢了。

当然,这只是一个例子,而在现实之中,光速飞船是不可能存在的,原因就在于光速飞船以及乘坐在光速飞船上的我们是具有质量的。有质量的物体在运动的时候会产生一个惯性质量,而随着运动速度的加快,惯性质量也会随之增加,而惯性质量等效于引力质量。当速度无限趋近于光速时,惯性质量便也会趋于无限,而要使物体继续加速,所需要的能量也是无限大的,而宇宙间显然没有无限大的能量,所以有质量的物体也就自然不可能加速到光速。这是由宇宙的客观规律所决定的,与科技水平的高低没有关系。

在理论上,任何有质量的物体都无法达到光速,事实上不仅如此,我们非但无法达到光速,甚至于也不能无限接近光速。

原因就在于每秒299792458米指的是真空中的光速,而在整个宇宙空间之中,都不存在绝对的真空。我们所制造出来的真空环境,实际上只是一个看似真空的环境,而事实上它不仅不是真空,还充盈着大量的物质。

你可能不会想到,就在你阅读这句话的这一秒钟,就有数十亿个中微子从你的身体穿插而过,只不过你并不自觉而已,原因就在于本质为中性粒子的中微子不会参与电磁交互,所以即使它从我们的身体中穿插而过,也不会对我们造成任何的影响,而我们也无法感知到它们的存在。中微子虽然不会影响到我们的身体,但是却会与高速运动的物质发生作用,从而降低其速度。

中微子的存在会影响到物体的运动速度,而另一种物质的存在则会直接威胁到高速运动物体的安全。

一个物体,只要它具有质量,不论它的质量多么微小,在它接近光速的时候,它的惯性质量都会趋近于无穷,而惯性质量与引力质量是等效的。一个拥有无穷质量的物体与另一个物体发生撞击,所能够造成的破坏力是不言而喻的。

在科幻作品《三体》中,高等外星文明只是发射了一个接近于光速的质量点,就可以摧毁一个恒星系,所谓质量点就是一个质量极小的物质。这个描述虽然出自于科幻作品,却完全符合事实。而在现实世界之中,这样微小的质量点就存在于宇宙空间之中。宇宙接近真空,但并非绝对真空。

宇宙间存在着大量的尘埃,有些甚至于连尘埃都算不上,只是一个小到不可见的原子。

这些微小的物质以极为稀疏的形式散布在宇宙空间之中,它们的存在就决定了接近于光速的飞船也是不可能实现的。我们可以试想一下,一艘接近于光速的飞船在高速飞行过程中与宇宙空间中的一粒尘埃相撞,那么会发生什么?以接近于光速的相对速度发生撞击,飞船会瞬间毁于一旦。

正因为如此,不要说我们无法造出接近于光速的飞船,即使我们打造出来,也无法让它在宇宙空间中自由翱翔。正是因为宇宙并非完全的真空,所以我们不仅无法达到光速,甚至于也不能无限接近它。退一步讲,即使我们能够达到光速,又能如何呢?仅银河系的半径就有5万光年,要想跨越半个银河系,即使以光速飞行,也需要5万年的时间,而银河系只是宇宙中的一个星系,而宇宙是由数万亿个星系所组成的庞大空间,当然,这指的还仅是可观测宇宙。

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