光速飞船在宇宙飞行中碰到一粒沙子,会报废吗?
我们知道,速度是相对的,所以高速飞行的飞船遇到静止的沙子,就相当于一颗沙子以同样的速度与飞船相撞,这样的碰撞产生的能量是巨大的。比如钢铁做的飞机,飞行速度低很怕撞鸟,因为它们之间的相对速度太大,导致一只小鸟对飞机的伤害很大。
事实上,太空垃圾对卫星造成的损害不容忽视。我们知道,太空垃圾一般以每秒7-8公里的高速运动,按轨道倾角碰撞时的相对速度甚至可以达到每秒10公里以上,所以破坏力极大。下图是一厘米大小的碎片撞击钢板的效果,展示了太空垃圾的恐怖。
随着航天器速度的进一步提高,不仅要考虑高速带来的巨大动能,还要考虑高速带来的巨大质量变化。下图是高速下物体质量的相对论效应。所以,当沙子相对于飞船以接近光速的速度运动时【不允许完全达到光速】,沙子的质量可能会变得像山一样大,所以如果飞船直接与这种沙子相撞,即使是坚硬的物质也受不了。
人类为了更好的生存,不断探索宇宙,愿望是美好的,但不能超越自然规律的界限。光速飞船在飞行中真的遇到沙子,后果可想而知,就像飞机遇到鸟一样,飞机的速度只有0.684公里每秒(以两种音速计算)。和每秒30万公里的光速相比,真的不一样。飞船和沙子相撞的结果一定是船毁人忘,烟和飞灰熄灭,云散去。即使不碰沙,当宇宙中以光速飞行的宇宙飞船飞行时,会与空间中的分子、原子、电子、核子、量子、暗物质发生高强度摩擦,在高速压力下飞行会使物质密度发生变化和加强,从而使周围温度升高,引起核裂变爆炸溶解。结果也难以想象。
如果真能达到光速,别说撞上一粒沙子,就是撞上一个原子,飞船也会瞬间毁灭;不仅宇宙飞船瞬间毁灭,整个宇宙也会立刻毁灭。因为把任何东西加速到光速都需要无限的能量,也就是说,如果这艘飞船真的达到了光速,它一定携带着无限的能量。虽然这种情况是不可能的,但并不妨碍我们根据它来讨论后来发生了什么。无穷大是指你可以说任意大的数,无穷大可以比它大;如果宇宙是有限的,那么无限的能量在击中它的时候一定会毁灭它;如果宇宙是无限的,无限的能量击中它,那真的没有意义,就像你说的我加两个无穷大会得到什么。
2020-12-29 广告
随着航天器速度的进一步提高,不仅要考虑高速带来的巨大动能,还要考虑高速带来的巨大质量变化。下图是高速下物体质量的相对论效应。所以,当沙子相对于飞船以接近光速的速度运动时【不允许完全达到光速】,沙子的质量可能会变得像山一样大,所以如果飞船直接与这种沙子相撞,即使是坚硬的物质也受不了。