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人类能否以接近光速飞行 人体的耐受力是瓶颈

  数据显示,光到达距离我们最近的星系半人马座阿尔法星需要至少4年,而最近的可居住的星系与我们的距离可能为20光年至200光年。如果人类希望探索银河系的“后院”,光速无疑显得太慢了,打造超光速飞船是必须要取得突破的。那么,人类能实现超光速飞行吗?

  “想要实现超光速飞行,虫洞和弯曲驱动在理论上是可行的,但理论还未发展到能够指导具体行动的时候。”河北师范大学物理学院空间科学与天文学系教授李冀表示,根据爱因斯坦的广义相对论,向未来穿越是可能的。尽管虫洞从未被证实存在,但爱因斯坦的广义相对论已经预测了这些通过时空的理论上存在的通道。目前唯一的问题是,爱因斯坦曾经指出,超光速飞行是不可能实现的。根据爱因斯坦的方程式,随着移动速度越来越快,物体的质量也会不断增加,移动速度接近光速时,物体质量将变得无穷大。换句话说,一粒灰尘以光速飞行时将拥有无穷大的质量,此时此刻,需要借助无穷大的能量才能让这粒灰尘以接近光速的速度移动

  人类能够承受多快的速度?理论可接近光速飞行

  人类痴迷于追求更高的速度,赛场上的运动员们不断打破田径场上的世界纪录,而载人飞行器的速度也在不断的提升。那么,人类能够承受的运动速度有没有一个极限呢?

  美国空军则正致力于研制可以突破5倍音速的高超音速飞行器,每小时的飞行速度可达6100公里。然而这种飞行器将是不载人的。但不载人的原因并非是人体无法经受这样的高速运动,事实上,人类在此之前早就已经以超过5马赫的速度运动过。

  目前人类的最快运动纪录由3名美国宇航员保持,他们就是阿波罗-10号的三名宇航员。1969年,当他们乘坐的飞船从月球后方绕过时,他们相对地球的运动速度高达每小时39897公里。美国空间设备供应商洛克希德马丁公司的吉姆·巴里(Jim Bray)表示:“我想,在100年前我们肯定不能想象人类竟然可以接近每小时40000公里的速度运动。”

  但在今天,我们甚至可以很确定的知道,不久之后这个记录就将被再次打破。巴里是美国正在正在研制的下一代载人飞船“猎户座”(Orion)的项目主管。这种新型飞船的设计旨在将宇航员送入低地球轨道,它将非常有希望突破此前已经保持了46年之久的人类飞行速度记录。

  根据目前的计划,用于发射猎户座飞船的“太空发射系统”(SLS)火箭将在2021年发射升空,届时它将搭载宇航员访问一颗此前已经被拖入月球轨道的小行星,未来则还将承担起向火星发射载人飞船的使命。在当前阶段,设计师们预料这艘飞船的常规最高速度可以达到每小时约3.2万公里。但即便使用猎户座飞船的基本配置版本,当年阿波罗10号飞船的飞行速度记录就可以被突破。巴里表示:“猎户座飞船的设计着眼于在其整个生命周期内将要承担的多种使命。它的飞行速度还可以大大提升。”

  但即便是猎户座飞船也并不能代表我们飞行速度的极限。巴里表示:“并没有什么具体的障碍阻止我们人类飞得更快,除了一件事:光速。”真空中的光速大约是每小时10亿公里。那么我们有没有可能从当前的记录每小时4万公里开始逐渐提升,最终达到接近光速的水平?

  有趣的是,速度本身——也就是我们对于运动快慢的度量——对于我们的身体而言并不存在什么极限问题——只要这种运动时匀速且沿着一定方向的就可以。因此,理论上人体是可以承受以接近光速的速度飞行的情况的。

  但是,假设我们能够克服建造出超快速飞行器的技术难题,我们只要由水组成的身体仍然将面临许多超高速运动条件下可能将会出现的问题。另外一方面,如果通过对现有物理学的升级或是全新的发现,人类有朝一日能够以超光速的速度飞行,那么或许将会遇到意料之外的危险