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光速飞行前景如何,人类能制造出光速飞船吗?

宇宙无垠,你我都梦想驾驶者光速飞船畅游宇宙,但是要使宇宙飞船达到光速,都要解决那些问题呢?

​我们假设不考虑相对论,假设光速条件下也适用于牛顿力学定律(只是假设),来看看我们要解决的问题。

首先是能量问题,我们来看看,一个质量70千克的成年人坐在光速飞船里,他的动能是多少吧,根据动能定理(1/2)mv2,得出达到光速时,这个人的动能是3150,000,000,000,000,000焦耳的能量,相当于8750亿度电,人们常用TNT当量表示核武器的威力,一公斤TNT爆炸产生420万焦耳能量,这就相当于是7.5亿吨TNT炸药爆炸产生的能量,或者相当于1.5亿吨标准煤完全燃烧放出的能量。

​这个数量有多大呢?当年扔到广岛的原子弹相当于1.5万吨TNT当量。
​要知道,这仅仅是将一个人加速到光速,他所获得的动能。他还要坐在飞船里,还要有吃的、穿的,还有各种仪器设备,还有发射光速飞船过程中的能量损失,以及飞船所携带的能量物质本身也要消耗能量。假设飞船和人以及各种生活设施总共两吨重,这应该是非常小的了,那么仅仅飞船本身就需要获得差不多210亿吨TNT当量的能量,或者相当于40亿吨煤炭完全燃烧放出的能量。
​显然,光速飞行所需能量,传统的煤炭石油是满足不了的,如果我们实现了可控核聚变技术,一公斤的核聚变物质完全反应释放的能量相当于3万吨煤炭完全燃烧释放的能量,这样,将那个2吨的飞船加速到光速,就需要100吨的核聚变物质,这还不包括聚变物质损耗以及能量利用率100%。更何况,这100吨核聚变物质本身加速也需要能量50倍于2吨重的飞船所需能量。
​那么我们使用宇宙中的终极能量来源:反物质,先不说这利用反物质的技术能不能实现,(还记得那个段子吗,一个人说他制造出了一种液体,能快速溶解任何物质,那就有人问了:你用什么容器装它呢?反物质也一样,它一碰见常见物质就迅速湮灭,并将所有质量转化为能量,但是在我们的物质世界里,拿什么来盛放它呢,这似乎已经是一个悖论了)
​这些先不考虑,假设我们已经能驾驭正反物质的能量了,根据质能方程可以得出:正反物质湮灭所释放的能量是核聚变释放能量的140倍,那么将2吨重的飞船加速到光速需要消耗约800公斤正反物质(当然了,这期间不能有任何能量损耗)
​看来要实现光速飞行,只能借助反物质能量了。

当然以上没有考虑能量损耗和相对论效应,实际上人类的宇宙飞船能量利用率是非常低的,大约只有不到1%,更何况还有相对论效应,越是接近光速的物质,它的质量会越来越大,小说《三体》里,摧毁三体文明的就是一颗普通的光粒,就是将一颗非常小的物质加速到光速,根据相对论效应,他的质量无限大,携带能量也无限大,从而轻易摧毁了三体人的母星。这样看来我们仅仅在理论上实现光速飞行,都要解决许多问题,更不用说实际中了。

当然,限于篇幅,我仅从能量角度分析了光速飞行的困难,接下来,我再从其他角度分析实现光速飞行需要解决的问题。

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