當前位置:
首頁 > 科技 > 如果太空中的火箭不停加速,它最終能超過光速嗎?

如果太空中的火箭不停加速,它最終能超過光速嗎?

假設給火箭足夠的燃料,使其能夠在太空中不停加速,那麼,火箭最終能超過光速嗎?

根據牛頓物理學,隨著燃料的逐漸消耗,火箭的質量逐漸降低,加速度會越來越高,火箭的速度會越來越快。只要火箭擁有足夠多的燃料,太空中的火箭加速到光速,並且最終超過光速,都是遲早的事情,沒有什麼能夠阻止火箭超光速。

然而,根據狹義相對論,火箭不可能被加速到超光速,因為火箭就連光速都不可能達到。雖然火箭的質量會隨著燃料消耗而變得越來越小,但由於相對論效應,火箭的動質量會隨著速度增加而變得越來越大:

尤其是在速度趨近光速時,火箭的動質量將會大幅度增加,直至隨著速度無限接近光速而趨於無窮大。因此,當速度越接近光速時,由於動質量大幅度增加,火箭越難被繼續加速。而加速到光速是不可能的,因為這需要無限的燃料來產生無限的動能。相對論的動能由如下公式給出:

如果在速度遠低於光速的情況下,對上式右側展開為泰勒級數,則可以把上式改寫成如下的近似表達式:

Ek=1/2mv^2

相對論效應在低速下是無法察覺到的,但在能把粒子加速到亞光速的粒子加速器中,相對論效應會產生顯著的影響。在粒子加速器中,物理學家觀測到的粒子運動行為完全符合狹義相對論的描述。

總之,根據狹義相對論,局域速度的超光速現象是不存在的。但如果考慮空間膨脹效應,宇宙中遙遠的星系會以超光速遠離彼此。事實上,銀河系正以超光速相對於140億光年外的河外星系退行而去。空間不是物質,也不是輻射,所以空間的膨脹不受狹義相對論約束。

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 火星一號 的精彩文章:

我國的空間站現在建得怎樣了?
北斗七星都是什麼樣的星星?

TAG:火星一號 |