人类什么时候能达到光速?为何一直都没有实现?
人类进入文明社会以来,除了生活环境的变化外,还有一样东西是与时俱进的,那就是速度,无论是人类的生活节奏还是交通工具的速度,都在不断地加快,而在不久的将来,人类还将挑战宇宙中最快的速度——光速。
光速,也就是光波或者电磁波在真空或者介质中传播的速度,根据演算的结果,当光在真空中传播时,它就成为了自然界中物体运动的最快速度。
关于光速的说法有很多种,根据爱因斯坦相对论中的“钟慢效应”, 人类在光速中甚至可以实现时间停止或者时间倒流的能力。
然而,所有有质量的物质都不可能达到光速,哪怕对象是一粒灰尘或者一颗沙子,因此人类对光速飞行只能停留在设想阶段。
在现实世界里,一个物体越接近光速,它的质量也会随之增大,当一个物体无穷接近光速时,这个物体的质量也就达到了无穷大。
在目前为止,人类还没发现一种燃料足以推动无穷大质量的物体,换言之,我们不仅制造不出不会随速度而增大质量的物体,也没有足够的燃料可以推动光速飞行的飞船。
那么,既然人类在短时间还无法实现光速,如果将目标换成音速的话,是否就能轻易做到了呢?而实际上,无论是光速还是音速,人类都需要付出重大的代价。
所谓音速,就是介质中微弱压强扰动的传播速度,相比起每秒30万千米的光速,音速传播的速度要慢得多。
在一个标准大气压的状态以及15度的状态下,音速的传播速度为每秒340米,音速的本质是一种声波,也就是一种能量,而声波的传递强弱或者快慢与距离没有绝对的关系,关键在于物体的材质。
说到最有可能达到音速的物体,人们都会联想到火箭和飞机,但这两样物体在接近音速时就需要承担巨大的风险。
物体的速度越快,其产生的振幅也会越大,科学家通常把物体在音速中受到的影响称为“音障”,音障会对飞机的飞行高度、方向以及内部零件产生干扰。
在进行音速飞行时,飞机的外形设计成为了关键,因为一旦飞机的外形设计与音障相互干扰,很有可能会导致飞机内部的零件脱落或者损坏,而飞机即使成功起飞,也无法掌控飞行的方向,并有坠机的风险。