Question

爱因斯坦建了一道“光障”？任何物体不能超过光速

Answer 1

光速：299792458 m/秒。如此看来，光速只是一串数字，牛顿曾经告诉我们，只要为一个物体提供加速度，就可以一直加速，看起来光速似乎完全可以到达，然而可惜的是，爱因斯坦告诉我们，你超重了，到不了光速（有质量便是“超重”）！

牛顿如何到达光速？

高中我们都学过动能公式，作为一个必考公式，相信大家都能记住。利用动能公式，我们可以算出一个物体加速到光速所需要的能量。

假设有一个重100000kg的航天器，在太空中加速的光速。我们使用牛顿的公式，可以得到以下结果：

只要给我4.5*10^21J的能量，就可以将航天器加速到光速，从而在宇宙中快速穿梭，完成星际航行！然而这个能量值是什么概念呢？

目前人类兆瓦级发电站，每秒大约产出11亿J能量，达到牛顿方程需要的能量需要9*10^12秒，大约是285000年。

就算全世界的发电站都为航天器“充能”，有生之年也得不到足够的能量，更可悲的是，爱因斯坦并不承认这个结果！

爱因斯坦如何到达光速？

爱因斯坦的质能守恒方程，让能量可以成为质量。

一个航天器的质量，可以理解为能量的集合体，航天器在加速的过程中逐渐获得动能，这份能量会转换为质量体现在航天器身上，航天器速度越快，质量就会相应提升，达到光速所需要的能量也就会越来越多。

为了到达光速，爱因斯坦写出了更难突破光速的公式：

依旧是100000kg的航天器，根据方程内容，航天器的速度越快，分母的数值就会越小，航天器的质量就会逐渐提升。

根据公式画出相应的曲线图，可以发现航天器的速度越接近光速，产生的变化越剧烈：

如果一个航天器加速到50%光速，航天器的质量提升15%；加速到86%光速，质量提升100%；加速到99%光速，质量提升700%；加速到99.999%光速，质量提升22400%，指数倍的提升，让航天器需要的能量越来越多。

利用爱因斯坦质能守恒公式，航天器加速到99.999%光速，需要20*10^23J，一个兆瓦级发电站，需要1.28亿年，才能满足能量要求。

当航天器到达光速，那么质量将变成无穷大，所需要的能量也会变为无穷大。这就是爱因斯坦留给我们的“光障”，一个无法逾越的限制。

总结：

牛顿给予我们超越光速的希望，但是需要的能量非常庞大。

爱因斯坦给予我们超越光速的绝望，因为需要无穷大的能量。

物理学发展到今天，光速旅行几乎被爱因斯坦否认，但是爱因斯坦却留给我们另一种超越光速的旅行方法——爱因斯坦-罗森桥（虫洞）。

利用空间的弯折效果，将相距数万光年的两个地点对折，创建一条高纬度的虫洞，从而让数万光年外的目的地近在咫尺。

虫洞在理论上可行，然而目前尚未发现天然或人造的虫洞，人类也没有能力建造虫洞。

爱因斯坦关上了光速旅行的大门，却为我们找到了星际旅行的更快方式！

无论是科学还是生活，一个方法被否认，总会有另一个捷径出现，永远不要放弃希望，才是 探索 未知的最快方式。