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未來的宇宙飛船究竟能否以超光速飛行?這是一個嚴肅而重大的課題

地球人類是宇宙的孩子。

未來的宇宙飛船究竟能否以超光速飛行?這是一個嚴肅而重大的課題

宇宙的均一性使我們斷定生命不是地球上才有的現象,而是正常的、到處都會發生的可重複的規律,只是生命的具體形態會有所不同。也就是說,條件具備時就會有生命出現。而僅僅在銀河系,可能具備這一基本條件的恆星系統大約有107個~108個!因此,科學界的多數人都相信有外星智慧生命的存在。既然如此,為什麼它們至今還沒有來地球造訪我們呢?

一個最簡單的解釋是,宇宙實在太大了,恆星系統之間的距離太遠了。例如,太陽系外最近的恆星(半人馬座a星)距地球約4.3光年(1光年等於9.5×10

未來的宇宙飛船究竟能否以超光速飛行?這是一個嚴肅而重大的課題

如果飛船能以光速或超光速飛行,情況就不同了。例如,以光速飛行的飛船花4.3年的時間即可抵達半人馬星座;如以10c飛行,往返僅需10個月。今後努力的目標應是使飛船速度接近光速或超過光速,這個目標是實現「太外飛行」(即飛到太陽系以外)的前提條件之一。

第一,

未來的宇宙飛船究竟能否以超光速飛行?這是一個嚴肅而重大的課題

生命的出現是自然規律決定的。只要環境適宜(特別是有液態水),時間足夠長時就會出現生命,因此地外生命有可能存在。

第二,

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飛出太陽系是人類的偉大理想。若干年後,將有第一批宇航員飛出太陽系並安全返回。

第三,

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要實現「太外飛行」,有四大理論和技術問題需要解決,即:繪製宇宙圖;設計噴氣速度近光速的發動機;建設長期生命保障系統;克服光障。對這些問題,科學界已做了一些前期工作。

第四,

未來的宇宙飛船究竟能否以超光速飛行?這是一個嚴肅而重大的課題

狹義相對論並不能排除超光速運動的存在;說「超光速不可能」缺乏實驗證據。

20世紀下半葉至今,很多物理學家都在研究存在超光速運動的可能性。但是,從早期的虛質量、快子,到改變空間尺度、超光速傳播、負質量等等的努力,都沒能繞過B=v/c=1這個奇點。從技術科學來看光障,這個奇點的產生不是來自教學,而是來自以光學和電磁波手段測距的技術基礎。用光學或雷達往返信號時間間隔之半去定義距離,但是由於光速的有限性,根本看不到運動速度等於和大於c的目標,所以它不可能成為研究和發展超高速宇航飛行的基礎。

電磁波傳播速度的有限性也限制了超光速雙向宇航通訊的可能性,地面站用電磁波無法向接近或超過光速運動的飛船發出指令或建議。航天技術呼喚實驗物理學家們尋找傳播速度大於c的信號源。只要能找到這種新的信號源,以光速或超光速進行宇宙航行的可能性就會大大增長。

宇航的光障問題,使人回想起20世紀航空工程中出現過的關於聲障問題的經歷。超音速飛機出現以前,很多人曾設想,當飛機速度接近聲速時,在空氣中以常速傳播的聲波會聚集在前面成為密度很大的激波,使飛機無法穿過。硬要穿過,要麼機毀人亡,要麼失穩失控。但是,航空科學家和工程師們為攻克音障而投入了戰鬥,經過數十年的理論分析和風洞實驗,人們徹底弄清了激波的物理性質和結構。於是,美國空軍於1947年10月14日實現了首次超音速飛行。第二年,蘇聯的La-176飛機也超過了音速。關於光障問題是否也會有類似的前景,人們拭目以待。

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