首页 我的图书馆 个图VIP
如果一个物体从地球高空无限向下掉落,能够加速到光速吗?

2020-03-31

相信很多人都知道自由落体运动,一个物体从高空向下掉落,在重力的作用下,加速度会不断增加,物体的速度也会不断增加。小行星撞击地球的威力之所以可以毁来灭地,就是因为它的速度非常快,撞击地球之后产生的动能无比巨大,从而对地面产生强大的冲击能量波。

物体速度越快,动能越来越大,一旦产生撞击就会对目标物产生越大的能量冲击,从而产生强大的破坏力。速度为王的道理在宇宙中可是永恒不变的法则,那么现在有一个这样的问题:如果一个物体从高空向下无限掉落,它的速度能够达到光速吗?

如果我们将一个物体从几万米的高空向下自由落体运动,它的速度会不断增大,最终落到地面或者掉入海洋才会停止或减速。假设我们抛弃一切因素,有一个贯穿地球的通道,忽略地球内部的高温高压因素。然后将一个物体从地球几万米的高空向下掉落,在加速度的影响下,它的速度会越来越快,最后穿越地球这个洞进入太空,继续向下掉落,最终的速度能够达到光速吗?

其实这种想法很多人都会说那是不可能的,事实上也的确不可能。为什么物体在没有任何阻碍的情况下一直向下掉落,最后的速度也无法达到光速呢?其实这个问题的答案,爱因斯坦的相对论已经告诉我们了。

根据爱因斯坦相对论,物体的速度不是无限的,而是有一个极限值,那就是光速。而且有静止质量的物体其速度也只能无限接近光速,而无法到达。之所以如此,跟能量的变化有关,我们都知道,当物体的运动速度不断增加的时候,它的质量也在不断增加。

质量越大意味着什么呢?意味着我们要给物体提供更大的加速度,而要保证这个加速度的不断增大,就需要提供更大的能量。也就是说,物体的速度越大,加速越费劲,需要的能量越大。当物体的速度无限接近光速的时候,它的质量达到无限大,需要的能量也是无限大。

相信所有人都知道,任何一个物体的质量不可能无限大,即使是黑洞这样的霸主天体,它的质量也是有限的。而无限大的能量自然也是不存在的,所以有静止质量的物体,它的速度永远不可能达到光速。只能没有静止质量的光子,粒子,它们的速度才能够达到光速,可是想要超越光速也是不可能的。

由此可见,即使有一个物体能够从地球高空向下无限掉落,它最终的速度也无法达到光速,只能无限接近光速。当然,在浩瀚的宇宙中是不存在所谓的上和下,那是一个复杂的三维空间,甚至有可能是一个神秘的多维空间。

在宇宙空间中,没有具体的上下左右,只有局限在一个星球上,才有所谓的高低上下之说。正是如此,想要在浩瀚的宇宙中实现定位是非常困难的,人类在地球上所用的定位模式在宇宙中是行不通的。而没有定位,飞船在宇宙中航行就很容易迷路,一旦在宇宙中迷航,有可能将永远找不到回家的路。

因此,在宇宙中想要实现准确的地位,就需要找到一种特殊的自然天体才行,这种天体就是脉冲星。脉冲星是中子星的一种,能够进行高速旋转同时还能够发出有规律的无线脉冲信号。而脉冲星在宇宙中的数量是非常多的,它们分布在宇宙各个角落,通过不同的脉冲信号组成了一个宏伟的三维空间星图。

我们将观测发现的每一个脉冲星进行编号,对它们的信号进行记录,就可以形成一个星图,有了这个星图,我们在宇宙中进行星际航行就不会迷路,就能够随时找到方向。除非是到达一个还没有观测发现的星空范围,那里没有记录的脉冲星。

由此可见,即使人类在未来,速度获得了重大突破,实现了光速飞行,也不能够随便到宇宙中的浪,没有星图的指引,走出太阳系是非常危险的行为,随时会迷失在宇宙。当然,要实现速度的重大突破,实现亚光速飞行,光速飞行甚至是超光速飞行,可不是件容易的事。

在人类现在有的科学体系之下,即使未来能源有了重大突破,我们能够实现的速度最快也就是亚光速。而要实现光速甚至是超光速飞行,需要完全打破现有的科学理论体系才行,因为爱因斯坦相对论已经限制了物体的速度极限是光速。

那么打破光速的超光速飞行在宇宙中真的存在吗?答案是肯定的,虽然相对论告诉我们,物体的速度极限是光速,但是科学家通过大量的宇宙观测,仍然发现了一些宇宙超光速现象。其中最普遍的就是宇宙的膨胀速度,我们都知道宇宙自138亿年大爆炸以来,一直都在快速膨胀,而这个膨胀速度就远超光速。

如果宇宙的膨胀速度是光速,那么现在宇宙的范围应该是138亿光年。可事实上,人类目前的可观测范围已经达到了930亿光年,而这个范围有可能只是浩瀚宇宙的冰山一角。由此可见,宇宙的膨胀速度是远超光速的,除了这个超光速现象之下,科学家还在中子星和黑洞附近,观测到了一些粒子的超光速现象。

正常情况之下,粒子的速度最快只能实现光速,比如光子没有静止质量,它的速度也是光速。可为什么在中子星和黑洞附近,会出现粒子的超光速现象呢?其实那并不是粒子的功劳,而是空间的附加力量。宇宙大爆炸以后诞生的事物中,最神秘的就是空间和时间。

空间并不是静止不动的,而是处于一种运动状态,而且空间是能够进行膨胀和压缩的,这一点从宇宙在快速膨胀就可以看出来。空间的膨胀和压缩就有可能让所处在其中的物体实现超光速运动。中子星和黑洞由于其质量非常庞大,造成的周围空间扭曲非常厉害,在这样的空间之中,物体的运动速度就有可能被空间的扭曲带动着实现超光速穿梭。

由此可见,人类想要实现超光速飞行,就需要掌握空间的奥秘,掌握空间压缩和膨胀技术,那个时候我们就可以让飞船像冲浪一样,自己不动,被空间的扭曲带动着前进。这个速度将远超光速,如果这样的梦想真的实现了,那人类也就成为了星际文明,宇宙的距离对于我们来说再也不是问题。

本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报
下载APP,好文好书随时看
来自:碧海567  > 待分类
举报
[荐]  原创奖励计划来了,万元大奖等你拿!
猜你喜欢
类似文章
这就是为什么重力的速度必须等于光速
太空宇宙与地球的差异
引力的速度真的是光速吗?
如果质量会弯曲时空,当质量消失时,时空又如何恢复平坦?
世界上自转速度最快的星体,一秒能转700多圈,比地球快6000万倍
恒星到黑洞,这种奇怪的天体为什么让科学家乐此不疲的研究它?
更多类似文章 >>
生活服务
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!