光速是不是已知的最快速度?速度极限是多少?带你感受速度的世界
光速到底有多快?上一秒你在地球上看日出,下一秒就在月球轨道附近,而人类的探测器去月球轨道要100多个小时。
如果人类以光速飞行,从1977年发射旅行者号算起,我们已经航行了40多光年的距离了。
地球与太阳光
但是这或许只是白日做梦,人类制造出来的速度最快也是只无限逼近光速,完成这项壮举的是粒子,不是宏观的物体。
那么,宇宙中有比光速还快的速度吗?速度的最大极限是多少?
光速飞行光速
人类很早就意识到了光的重要性,早在远古时期,没有太阳的日子人们会觉得天塌下来了,于是纷纷把太阳作为自己的图腾,古埃及、玛雅文明以及我国的三星堆文明都将太阳视为自己的信仰。
人们第一次深入认识光是牛顿用三棱镜制造出第一条人造彩虹 ,那一刻牛顿才知道,光居然是一种"混合物"。
牛顿还认为光是七色粒子组成的 ,出现彩虹是因为粒子落到了不同的区域。
三棱镜与彩虹
另一位研究弹簧的科学家胡克则认为,光是一种波 ,它可以拉伸、缩短,出现七色光实际上就是因为它们被不同程度拉伸了。
牛顿和胡克其实都对了,但是没有完全对,二者结合起来才是真的光 ,既有粒子的特性,也有波的特性,这叫波粒二象性。
既然光是一种一种波,那么这个波是有速度、频率、波长的,之后科学家们对光进行了彻彻底底的分析。
当光照射过来
其实早在1676年就有天文学家奥勒·罗默 发现光的速度非常快,飞行9000英里的距离只需要1秒钟左右。
这个时期人们对光的性质还没有定性,以巴黎天文台为首的科学家反对它的光速理论,但是奥勒·罗默获得了牛顿等科学家们的支持。
也正是从这以后,光速很快的概念深入到了每一个物理学家的心中。
第一个测量光速的奥勒·罗默
而真正让光速成为王道速度的人是爱因斯坦 ,他指出无论在哪个体系中,光速都是不变的。
爱因斯坦的理论诞生一个新的概念——时空 ,现代的穿越剧祖师爷非他莫属,没有爱神的相对论,所有穿越剧都没有科幻理论支持,容易让人觉得假。
可是一旦引入爱因斯坦的理论,那么无论什么穿越都变得合情合理起来。
爱因斯坦和他的质能方程
在爱因斯坦大神的时空观里面,达到光速98%其实就已经可以穿越时空 ,看到过去发生的事情。
同时,爱因斯坦根据自己方程式的变化式子得出结论,没有物质能够超越光速,我们如果想要达到光速,就得付出质量无限大的代价 ,很显然宇宙没有无限大的物质。
那么,人类真的不能超越光速吗?
人类设想的曲率引擎难以超越
人类是宏观物质,不但超过不了光速,甚至连达到光速的1%都很困难 ,真正接近光速的是那些微观粒子。
利用电场给带电粒子加速,让它们达到更快的速度,并利用磁场控制它们的运行轨迹,最终达到想要的效果。
人类加速的最快粒子速度无限逼近光速的99.99% ,始终无法真正成为光速,而最快的宏观飞行器是帕克太阳探测器,最快速度是72万公里/小时,这个速度,真的是连光速的尾气都看不到。
粒子加速器
而且,就算人类真的达到了光速,想要探索宇宙也是很困难的 ,因为人类还有一个问题难以克服,那就是时间。
宇宙中的距离已经无法用常见的千米来测量,它需要动用一个天文数字——光年 。
公里仅限于一个恒星系内使用,当涉及到恒星之间的距离时,应该使用光年。
我们的邻居比邻星
比如我们的邻居恒星到地球的路程是4.2光年,光速飞行耗时4年多,这个时间人类还能接受。
那么再比如超级地球格利泽581g,它与地球的距离是21光年,经历21年到达,青年变中年。
另一颗超级地球开普勒22b,距离地球638光年,用光速飞过去,得从明朝开始飞起,没人能活这么长的时间。
更何况到达光速本就是不可能完成的事情,至少现在我们不可能。
地球和开普勒22b超越光速的存在
光速是人类已经最快的速度,但不是宇宙最快的速度 ,因为光速有两个方面无法完成:
第一个是逃离不了黑洞的引力,另一个就是追不上宇宙膨胀的步伐。
黑洞是宇宙中的一个天体,它质量很大但是体积却很小,密度特别大,任何物质靠近都会被吸引进去,光也不例外。
起初人们认为光不会被任何天体吸引,因为已经证实光子没有静止质量 ,按照牛爵爷的万有引力,需要双方的质量。
黑洞吞噬光
但是爱因斯坦认为,引力并不是质量产生的,它是天体周围的空间发生了弯曲,导致周围的空间凹下去了。
光子没有静止质量但是它是物质,当它靠近引力场的时候,会顺着弯曲的空间掉下去。
一般的引力场太弱,即便发生了些许偏转,也很难发现,只有引力场足够大的,才能改变光的直线传播,比如中子星和黑洞。
引力场
这就是像河流表面的旋涡,光子就是漂浮在河面的树叶,树叶靠近旋涡被吸引进去,于是我们看不到树叶了。
同理,黑洞将光吸收,我们看不见它发出来的光,于是黑洞在人类看来就是黑漆漆的。
光逃不出黑洞的"五指山" ,黑洞内部有比光速更快的物质,只是我们看不见,光进去之后,说不定就会变成这种物种。
还有一种超越光速的存在,那就是宇宙膨胀的速度 。
宇宙的膨胀
光是在宇宙大爆炸的时候产生的,如果我们把宇宙爆炸的点称为起点,那么宇宙的边界就是爆炸的终点。
我们观测到的宇宙范围,并不是大爆炸的终点,因为在爆炸之后很长一段时间里,膨胀的速度大于光速。
光正在努力追赶宇宙的边界 ,所以我们看到的宇宙并不是真正的宇宙,只是宇宙的一部分。
膨胀速度大于光速的证据就是红移,即在膨胀的空间里,光被拉长了 。
光波被拉长
科学家们已经验证了光是一种波,当它被拉长后,颜色会偏向于红色,并逐渐离开可见光的区域,变成红外线。
如果光速比宇宙膨胀的速度快,那么宇宙中的光应该是被压缩的,它会出现蓝移,但是宇宙中的光是红移,这说明光没有追上膨胀的空间。
不管是蓝移还是红移,我们能看到的光都会消失,所以天文学家哈勃曾说过,人类能观测到的星系其实是越来越少的。
可视宇宙速度与激情
人类的速度对于宇宙来说太慢了,一部分天文学家们对于人和宇宙的关系很悲观,他们认为宇宙早已经确定,我们人类只是其中的一个过程 。
这就像你我的结局已经注定,或许前方是不归之路,但我们不知道,还怀着希望向前走去。
是不是感觉很绝望,宇宙就和它的温度一样冰凉,如果不是因为还有尘埃 ,宇宙的温度将会是绝对的零度,尘埃反而成了宇宙"温暖"的来源。
宇宙的尘埃
可谁又能否认,人类不是宇宙的尘埃呢?
人类对于宇宙来说算是物质,我们也是大爆炸的产物,我们的质量来自宇宙大爆炸的能量。
作为人类的代表,旅行者1号和2号朝着宇宙的空间前进,它们也在追逐宇宙,犹如蚍蜉与大树。
飞向宇宙
有趣的是,爱因斯坦的相对论只说到了回到过去,却没有说到前往未来,因为未来永远比人类快一步。
天台游记(三)不止国清寺,天台其他绝美小众的寺庙头条创作挑战赛前言之前花过很多笔墨及图片,描摹去过两次的天台国清寺作为天台宗的发源地,天台的寺庙群可不止国清寺本篇就沿着一条古道,去往两座小众但地位同样重要的寺庙佛陇古道霞客芒鞋指
消息称美团买菜实现盈亏平衡,重启扩张计划,近期将在苏州开城Tech星球3月16日消息,据晚点LatePost报道,美团的前置仓电商业务美团买菜已于今年2月重启去年初搁置的苏州开城计划,目前已在当地完成选址,将于近期开城。此外,美团买菜今年
驾临花丛中自驾游浙赣之边的油菜花海,比婺源看花更舒服又到了一年一度的看花季节,此时江南各地的油菜花已进入盛花期,那么今年你的赏花目的地是江西婺源还是江苏兴化呢?如果你想来点新鲜的,我推荐你去浙江开化走一走,开化大龙山一带的油菜花同样
三十多年前的徐洪河工地!一九九零年,我们鹿庄小镇和周围的紫庄汴塘大泉等乡镇一样,还没有区划,归铜山县管辖。那一年县政府决定把境内一百多公里长的徐洪河作一次彻彻底底的清理,由于机械化程度太低,这些活几乎都是
浅析嘉靖中叶四年期间的边疆文视界科技编辑视界科技前言明朝的荒漠化历史,大多集中在普通的行政区划上,很少涉及到像辽东这样的地方军事区划。明朝辽东在我国北部的军事防卫中占有举足轻重的位置,素有蓟门藩篱神京左臂的
北魏孝文帝仅三十三岁驾崩,后院失火,未完成南北统一,死不瞑目头条创作挑战赛北魏孝文帝曾将太师冯熙的两个女儿纳入宫内,大女儿有德操,小女儿有姿色,孝文帝将大女儿封为皇后,小女儿封为昭仪,冯昭仪用尽媚术讨孝文帝欢心,渐渐地,而后孝文帝开始好色不
ChatGPT历史上有哪些很厉害的的骗局?头条创作挑战赛历史上有哪些很厉害的骗局?ChatGPT历史上有许多著名的骗局和欺诈案例,以下是其中一些比较有名的1。南海泡沫1990年代末至2000年代初,中国广东省珠海市的南海经
70年代老照片,带你重新回到4050年前的中国去看一看70年代老照片,带你重新回到4050年前的中国去看一看,那是一个无比淳朴的年代,那是一个让人怀念的年代第一张时间1972年,地点天津市在一家国营的理发店内,工作人员正在给顾客们理着
浅析英国殖民统治对印度缅甸和非洲国家的深远影响文娱茶编辑娱茶前言在19世纪和20世纪初期,英国成为了一个庞大的帝国,殖民统治着亚洲和非洲的许多地区。在这段时间里,英国人强制施加了他们的政治经济文化和社会制度,对印度缅甸和非洲国
巴彦淖尔地名临河区的街道办事处与老街旧巷临河的由来临河,系汉代朔方郡县名,以治所临近黄河筑城而得名。隋初曾隶属丰州管辖。清初分两部划归伊克昭盟达拉特旗和杭锦旗管辖。乾隆之后,又归属萨拉齐厅。清末光绪年间,又隶属五原厅。民
第二次中尼战争和约与喜马拉雅朝贡体系的确立一中尼在战后的安排(一)第二次中尼战争后是否存在和约?中尼在战争结束之后并没有签订条约,而是在福康安与尼泊尔国王来往信件中基本确立了中尼双方在战后的安排,特别是尼泊尔朝贡清廷等安排
格局打开了!人民网直接点名,小米调整售后让小米11系列变香临近年底,很多重磅新机即将发布,搭载MIUI14的小米13系列也将揭开神秘面纱,不过随着新机的出厂预装,很多老机型也将适配新的系统,释放新的活力。小米11系列就是关注度非常高的机型
辛有志巧妙应对直播电商市场激流国内捐赠圈研究报告首发近年来,直播电商行业正步入成熟发展期,相较于以往的主播竞争低价竞争,如今的直播竞争更考验各大平台商家电商企业的供应链建设和产品建设。尤其是近期恰逢一年一度的双11购物节,短时间内订
基金今天的上涨,你不要高兴得太早今天市场高开,开盘于3181点,随后震荡上扬,截止中午收盘,上证指数和深成指收阳线,创业板指数收小阴线,上证指数收于3205点,创本轮反弹以来的新高。整个盘面上涨2797家,下跌2
开盘30分钟,主力资金大幅买入100股名单一主力流入开盘30分钟,主力资金大幅买入最多的100股时间2022年12月5日100328序号代码名称最新价涨跌幅主力净流入主力净占比1hr300059hr东方财富19。74。07
周末利好消息不少,今天会上涨了吗?这个周末股市似乎利好消息挺多的,比如a50涨1。3,人民币汇率涨191点,美元指数跌了,广州,上海等多地坐公共交通不需要核酸证明,疫情正在逐步放开等。但有利好股市就会涨了吗?最近的
以工业上楼模式助推上海产业园区更新卢瑞轩礼森园区智库当前,大城市在工业化快速发展进程中,普遍面临着部分重点产业区域空间紧缺工业园区品质不高用地成本不断攀升等问题,上海部分产业园区也面临原有工业用地利用率较低建设标准
2022年12月05日国内油价最新消息国内油价本轮调价周期调价日价格预期简报今日2022年12月05日,为本轮国内油价调价周期最后一个工作日,根据周期内相关数据核算,今日24时国内成品油零售最高限价调整预期将有如下变化
黄金受全球央行增持后续走势如何?来源广州日报客户端今年四季度以来,全球通胀上升趋势开始缓和,市场预期加息节奏开始放缓,贵金属开始出现反弹,国内金价从11月初的389元克,上涨到了409元克,一克上涨了20块钱。同
韩国某经纪公司被爆强迫女练习生每周发送内衣照据韩国YTN电视台报道,近日,韩国一演艺经纪公司被爆强迫女练习生每周都要发送自己只穿内衣的照片。该经纪公司代表要求女练习生们每周都要发送自己正面背面侧面的自拍照给他,而且拍照时只能
预计韩国今年GDP将暴跌800亿美元山东迎超越良机山东省,从人口规模上绝对算得上是一个大国人口,而山东省面积约为15。6万平方公里,人口约为1亿。从土地面积与人口总量来看,我国的山东省的发展优势都是韩国所不能比的。2021年山东G
4亿用户App被判抄袭,官网回应把我看傻了开始前,先问大家一个问题,各位心目中最伟大的游戏是什么呢?每个人肯定都有自己的答案,对老狐来说,第一反应是伴随自己成长的游戏们。不过要论伟大,还得具有极高游戏性艺术性创造性,甚至是