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我们被困在太阳系了吗?科学家:不打破光速限制,人类会毁灭吗?

《三体》中有一个慢雾和黑域的情节,大意说的是曲率发动机会留下一条光速被改变的尾迹,在黑暗森林的大背景下,慢雾成了检测一个文明是否达到了威胁其他种族的标记,但同时它也是一个宣告,将

《三体》中有一个慢雾和黑域的情节,大意说的是曲率发动机会留下一条光速被改变的尾迹,在黑暗森林的大背景下,慢雾成了检测一个文明是否达到了威胁其他种族的标记,但同时它也是一个宣告,将太阳系以慢雾围困,人类从太阳系内前往外部时无法跨越这个屏障,成了自我封闭不威胁其他文明最佳宣告!

太阳系真的是一个光速牢笼吗?

一直以来人类都认为速度是可以叠加的,比如我在飞驰的高铁车厢上,向前方开了一枪,那么很显然子弹拥有的速度就是列车速度+子弹速度,伽利略速度变换可以告诉我们这个简单的计算方法!但随着科学的发展,爱因斯坦的狭义相对论横空出世,速度不再是简单的叠加,而是必须通过洛仑兹变换来计算!

但这个变换有一个特点,就是低速时几乎就是非常简单的叠加,但速度逐渐增加,就会发现再快的速度在通过洛仑兹变换计算时,它的速度无法超过光速,当然只有光速相对的速度才是光速,同时会因为洛仑兹变换而推导出质增效应和钟慢效应,还有据此演绎出的质能方程,几乎就主导了二十世纪后期核能利用和全球定位系统,科学家不止一次验证了这个方程的正确性,而到了现在,定位系统和高能加速器中时时刻刻都在验证狭义相对论的正确性!

光速屏障

光速在19世纪中叶傅科测量后,基本就没有大的变化,最多也就是更精确或者对米的定义后会有些许差别,但大致上我们都以30万千米/秒来形容其实都不算错,这个速度太高,以至于我们仅仅只能用理论上来计算,实际中却无法远远无法达到!

但有两种情况是可以轻易达到的,一个就是遥远宇宙到达地球的光线,另一个就是加速器中的粒子,当然上文的以电磁波定位的的系统也必须考虑,但与我们光速屏障有关的却是普通的不同再普通的光线,随便一个物理老师就可以告诉你,我们看到的太阳光是8分钟以前的,看到的天狼星8年以前的,看到的猎户座参宿四是600多年前的,而我们看到的最久前的宇宙居然是130多亿年前的!

很意外吗?一点都不,因为本宇宙就是这个玩法,光速就是信息传递的上限,我们不可能在光子到达前获知到事件是否有发生,所以我们还傻傻的正在地球上等待参宿四是否有超新星爆发,也许它可能早就在几百年前就已经灰飞烟灭,但光速的原因使得我们一无所知,甚至它爆发时可能有一束致命的伽马射线正朝着地球飞奔,但在抵达地球前我们将毫无准备。

太阳系是光速牢笼?

也许有很多人会提出反对意见,为什么就知道整个宇宙光速都是30万千米/秒?其实并不是,在水中还更慢,但这是流氓答案,我们说的真空中的光速!那又怎么知道宇宙中处处光速都一样呢?首先我们没有发现真空中光速会变化的现象,其次则是根据光行差我们可以看到不同距离上恒星光线变化,还有则是通过观测遥远宇宙到达地球的光线,要不然根据宇宙膨胀,不同位置的光线到达地球时红移幅度是不一样!

因此我们甚至可以得出一个结论,我们的宇宙光速上限就是30万千米/秒,也许别的宇宙能达到更快,但这就是本宇宙的规则,那么一个不寒而栗的答案就会浮上台面,整个宇宙就是一个光速牢笼?

怎么样来突破光速牢笼?

《三体》中的曲率飞行并没有突破光速牢笼,同样它的速度是无限接近光速,而且会在航迹上产生所谓的慢雾,而《三体》中的超级文明则能将曲率航速直接达到光速,留下的航迹就是死线,它扩散后会让光速下降到几十千米/秒,当然即使航速是光速也没有任何用处,因为他们尽管不需要任何时间即可遨游完宇宙,但却会超过他们所在的文明的等待极限,比如一艘光速曲率飞船到达仙女星系,飞船上的人并没有经过任何时间,但地球上却实实在在的过去了250多万年!

但《星际迷航》中的曲速引擎可以满足跨越光速牢笼的需求,两者本质上都是通过扭曲空间推动飞船前进,但差别是曲速引擎会在飞船周围产生一个封闭空间,避免飞船和周围时空产生位移出现相对论效应。

不过很可惜无论是哪种技术都还停留在科幻小说和电影中,到现在为止我们还没有任何一种方式能突破光速限制,在当前状态下,我们需要几万年才能爬出太阳系,再经过几万年爬到另一个“太阳系”,而现实告诉我们,作为人类我们无法在宇宙中长途跋涉数万年而没有影响,这不像当年智人走出非洲,那个步行即可到达,一路都有补给,而现代文明的星辰大海,门槛已经高到我们无法企及!

而更遥远的宇宙,即使突破光速我们也无法到达,可能要跨越时空的牢笼才可以!要么我们就选择老死在太阳系,期待有一天被超级文明发现我们这个银河系唯一的土著!

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